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KR20150102526A - Electronic device - Google Patents

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Publication number
KR20150102526A
KR20150102526A KR1020140024508A KR20140024508A KR20150102526A KR 20150102526 A KR20150102526 A KR 20150102526A KR 1020140024508 A KR1020140024508 A KR 1020140024508A KR 20140024508 A KR20140024508 A KR 20140024508A KR 20150102526 A KR20150102526 A KR 20150102526A
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KR
South Korea
Prior art keywords
memory
data
selection
voltage
electronic device
Prior art date
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Withdrawn
Application number
KR1020140024508A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이재연
정성웅
송석표
Original Assignee
에스케이하이닉스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에스케이하이닉스 주식회사 filed Critical 에스케이하이닉스 주식회사
Priority to KR1020140024508A priority Critical patent/KR20150102526A/en
Priority to US14/444,922 priority patent/US9406380B2/en
Publication of KR20150102526A publication Critical patent/KR20150102526A/en
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Abstract

반도체 메모리를 포함하는 전자 장치에서, 상기 반도체 메모리는 가변 저항 소자를 포함하는 저장 셀; 상기 저장 셀의 일단에 연결되고, 문턱전압이 제1전압인 제1선택소자; 및 상기 저장 셀의 타단에 연결되고, 문턱전압이 상기 제1전압보다 큰 제2전압인 제2선택소자를 포함할 수 있다.In an electronic device including a semiconductor memory, the semiconductor memory includes: a storage cell including a variable resistive element; A first selection device coupled to one end of the storage cell, the first selection device having a threshold voltage of a first voltage; And a second selection device coupled to the other end of the storage cell, the second selection device having a threshold voltage greater than the first voltage.

Description

전자 장치{ELECTRONIC DEVICE}ELECTRONIC DEVICE

본 특허 문헌은 메모리 회로 또는 장치와, 전자 장치에서의 이들의 응용에 관한 것이다.
This patent document relates to memory circuits or devices and their applications in electronic devices.

최근 전자기기의 소형화, 저전력화, 고성능화, 다양화 등에 따라, 컴퓨터, 휴대용 통신기기 등 다양한 전가기기에서 정보를 저장할 수 있는 반도체 장치가 요구되고 있으며, 이에 대한 연구가 진행되고 있다. 이러한 반도체 장치로는 인가되는 전압 또는 전류에 따라 서로 다른 저항 상태 사이에서 스위칭하는 특성을 이용하여 데이터를 저장할 수 있는 반도체 장치 예컨데, RRAM(Resistive Random Access Memory), PRAM(Phase-change Random Access Memory), FRAM(Ferroelectric Random Access Memory), MRAM(Magnetic Random Access Memory), 이-퓨즈(E-fuse) 등이 있다.
Recently, semiconductor devices capable of storing information in various electronic devices such as computers and portable communication devices have been demanded for miniaturization, low power consumption, high performance, and diversification of electronic devices, and studies are underway. For example, a semiconductor device such as a Resistive Random Access Memory (RRAM), a Phase-change Random Access Memory (PRAM), or the like can be used as the semiconductor device, , Ferroelectric Random Access Memory (FRAM), Magnetic Random Access Memory (MRAM), and E-fuse.

본 발명의 실시예들이 해결하려는 과제는, 저장 셀의 양단의 선택 소자의 문턱전압을 달리하여, 리드 전류가 흐르는 경로의 총 저항을 줄여 마진은 증가시키면서 누설 전류를 줄인 전자 장치를 제공하는 것이다.
The problem to be solved by the embodiments of the present invention is to provide an electronic device in which leakage current is reduced by increasing the margin by reducing the total resistance of the path through which the lead current flows, by varying the threshold voltage of the selection element at both ends of the storage cell.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 메모리를 포함하는 전자 장치에서, 상기 반도체 메모리는 가변 저항 소자를 포함하는 저장 셀; 상기 저장 셀의 일단에 연결되고, 문턱전압이 제1전압인 제1선택소자; 및 상기 저장 셀의 타단에 연결되고, 문턱전압이 상기 제1전압보다 큰 제2전압인 제2선택소자를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided an electronic device including a semiconductor memory, including: a storage cell including a variable resistive element; A first selection device coupled to one end of the storage cell, the first selection device having a threshold voltage of a first voltage; And a second selection device coupled to the other end of the storage cell, the second selection device having a threshold voltage greater than the first voltage.

상기 저장 셀은 상기 가변 저항 소자; 및 상기 가변 저항 소자의 일단에 연결되고, 워드라인의 전압에 응답하여 온/오프되는 선택소자를 포함할 수 있다.The storage cell comprising: the variable resistive element; And a selection element connected to one end of the variable resistive element and turned on / off in response to a voltage of the word line.

상기 전자 장치는 리드 동작시 상기 제1선택소자에서 상기 제2선택소자로 전류를 흘릴 수 있다.The electronic device may flow a current from the first selecting device to the second selecting device during a read operation.

상기 가변 저항 소자는 제1저항값을 가지는 제1상태 또는 상기 제1저항값보다 높은 제2저항값을 가지는 제2상태를 가질 수 있다.The variable resistive element may have a first state having a first resistance value or a second state having a second resistance value higher than the first resistance value.

상기 가변 저항 소자는 상기 타단에서 상기 일단으로 제1스위칭 전류를 흘리면 상기 제1상태로 스위칭 되고, 상기 일단에서 상기 타단으로 상기 제1스위칭 전류보다 큰 제2스위칭 전류를 흘리면 상기 제2상태로 스위칭될 수 있다.Wherein the variable resistance element is switched to the first state when a first switching current flows from the other end to the one end and switches to the second state when a second switching current larger than the first switching current flows from the one end to the other end, .

상기 제1선택소자 및 상기 제2선택소자는 선택 신호에 응답하여 온/오프될 수 있다.The first selection element and the second selection element may be turned on / off in response to a selection signal.

상기 제1선택소자는 상기 문턱전압이 상기 제1전압이 되도록 제조되고, 상기 제2선택소자는 상기 문턱전압이 상기 제2전압이 되도록 제조될 수 있다.The first selection device may be fabricated such that the threshold voltage is the first voltage, and the second selection device may be fabricated such that the threshold voltage is the second voltage.

하나 이상의 상기 제2선택소자의 게이트의 간격은 하나 이상의 상기 제1선택소자의 게이트의 간격보다 넓게 제조될 수 있다.The spacing of the gates of the at least one second selection element may be greater than the spacing of the gates of the at least one first selection element.

상기 제2선택소자의 액티브 영역의 도핑농도는 상기 제1선택소자의 액티브 영역의 도핑농도보다 높게 제조될 수 있다.The doping concentration of the active region of the second selection device may be made higher than the doping concentration of the active region of the first selection device.

하나 이상의 상기 제2선택소자의 게이트의 폭은 상기 제1선택소자의 게이트의 폭보다 넓게 제조될 수 있다.The width of the gate of at least one of the second selection elements may be made wider than the width of the gate of the first selection element.

상기 제2선택소자의 액티브 영역에 연결된 컨택과 게이트의 거리는 상기 제1선택소자의 액티브 영역에 연결된 컨택과 게이트의 거리보다 길게 제조될 수 있다.The distance between the contact and the gate connected to the active region of the second selection device may be greater than the distance between the contact and the gate connected to the active region of the first selection device.

상기 제1선택소자는 상기 문턱전압이 상기 제1전압이 되도록 백바이어스 전압이 인가되고, 상기 제2선택소자는 상기 문턱전압이 상기 제2전압이 되도록 백바이어스 전압이 인가될 수 있다.The first selection device may be supplied with a back bias voltage such that the threshold voltage is the first voltage, and the second selection device may be applied with a back bias voltage such that the threshold voltage is the second voltage.

상기 가변 저항 소자는 금속 산화물, 상변화 물질 및 두 개의 자성층 사이에 터널 베리어층이 개재된 구조물 중 하나 이상을 포함할 수 있다.The variable resistive element may include at least one of a metal oxide, a phase change material, and a structure in which a tunnel barrier layer is interposed between two magnetic layers.

상기 전자 장치는 마이크로 프로세서를 더 포함하고, 상기 마이크로 프로세서는 상기 마이크로 프로세서 외부로부터의 명령을 포함하는 신호를 수신하고, 상기 명령의 추출이나 해독 또는 상기 마이크로 프로세서의 신호의 입출력 제어를 수행하는 제어부; 상기 제어부가 명령을 해독한 결과에 따라서 연산을 수행하는 연산부; 및 상기 연산을 수행하는 데이터, 상기 연산을 수행한 결과에 대응하는 데이터 또는 상기 연산을 수행하는 데이터의 주소를 저장하는 기억부를 포함하고, 상기 반도체 메모리는, 상기 마이크로 프로세서 내에서 상기 기억부의 일부일 수 있다. The electronic device further includes a microprocessor, wherein the microprocessor includes: a control unit that receives a signal including an instruction from outside the microprocessor, and performs extraction or decoding of the instruction or input / output control of a signal of the microprocessor; An operation unit for performing an operation according to a result of decoding the instruction by the control unit; And a storage unit that stores data for performing the operation, data corresponding to a result of performing the operation, or address of data for performing the operation, wherein the semiconductor memory is a part of the storage unit have.

상기 전자 장치는 프로세서를 더 포함하고, 상기 프로세서는 상기 프로세서의 외부로부터 입력된 명령에 따라 데이터를 이용하여 상기 명령에 대응하는 연산을 수행하는 코어부; 상기 연산을 수행하는 데이터, 상기 연산을 수행한 결과에 대응하는 데이터 또는 상기 연산을 수행하는 데이터의 주소를 저장하는 캐시 메모리부; 및 상기 코어부와 상기 캐시 메모리부 사이에 연결되고, 상기 코어부와 상기 캐시 메모리부 사이에 데이터를 전송하는 버스 인터페이스를 포함하고, 상기 반도체 메모리는, 상기 프로세서 내에서 상기 캐시 메모리부의 일부일 수 있다.The electronic device further comprising a processor, the processor comprising: a core unit for performing an operation corresponding to the instruction using data in accordance with an instruction input from the outside of the processor; A cache memory unit for storing data for performing the operation, data corresponding to a result of performing the operation, or an address of data for performing the operation; And a bus interface connected between the core portion and the cache memory portion and transferring data between the core portion and the cache memory portion, wherein the semiconductor memory may be part of the cache memory portion within the processor .

상기 전자 장치는 프로세싱 시스템을 더 포함하고, 상기 프로세싱 시스템은 수신된 명령을 해석하고 상기 명령을 해석한 결과에 따라 정보의 연산을 제어하는 프로세서; 상기 명령을 해석하기 위한 프로그램 및 상기 정보를 저장하기 위한 보조기억장치; 상기 프로그램을 실행할 때 상기 프로세서가 상기 프로그램 및 상기 정보를 이용해 상기 연산을 수행할 수 있도록 상기 보조기억장치로부터 상기 프로그램 및 상기 정보를 이동시켜 저장하는 주기억장치; 및 상기 프로세서, 상기 보조기억장치 및 상기 주기억장치 중 하나 이상과 외부와의 통신을 수행하기 위한 인터페이스 장치를 포함하고, 상기 반도체 메모리는, 상기 프로세싱 시스템 내에서 상기 보조기억장치 또는 상기 주기억장치의 일부일 수 있다.The electronic device further comprising a processing system, the processing system comprising: a processor for interpreting a received command and controlling an operation of information according to a result of interpreting the command; A program for interpreting the command and an auxiliary memory for storing the information; A main memory for moving and storing the program and the information from the auxiliary memory so that the processor can perform the calculation using the program and the information when the program is executed; And an interface device for performing communication with at least one of the processor, the auxiliary memory device, and the main memory device, and the semiconductor memory is a part of the auxiliary memory device or the main memory device in the processing system .

상기 전자 장치는 데이터 저장 시스템을 더 포함하고, 상기 데이터 저장 시스템은 데이터를 저장하며 공급되는 전원에 관계없이 저장된 데이터가 유지되는 저장 장치; 외부로부터 입력된 명령에 따라 상기 저장 장치의 데이터 입출력을 제어하는 컨트롤러; 상기 저장 장치와 외부 사이에 교환되는 데이터를 임시로 저장하는 임시 저장 장치; 및 상기 저장 장치, 상기 컨트롤러 및 상기 임시 저장 장치 중 하나 이상과 외부와의 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 포함하고, 상기 반도체 메모리는, 상기 데이터 저장 시스템 내에서 상기 저장 장치 또는 상기 임시 저장 장치의 일부일 수 있다.The electronic device further includes a data storage system, wherein the data storage system stores data and stores the stored data regardless of the power supplied; A controller for controlling data input / output of the storage device according to an instruction input from the outside; A temporary storage device for temporarily storing data exchanged between the storage device and the outside; And an interface for performing communication with the exterior with at least one of the storage device, the controller, and the temporary storage device, wherein the semiconductor memory is a part of the storage device or the temporary storage device .

상기 전자 장치는 메모리 시스템을 더 포함하고, 상기 메모리 시스템은 데이터를 저장하며 공급되는 전원에 관계없이 저장된 데이터가 유지되는 메모리; 외부로부터 입력된 명령에 따라 상기 메모리의 데이터 입출력을 제어하는 메모리 컨트롤러; 상기 메모리와 외부 사이에 교환되는 데이터를 버퍼링하기 위한 버퍼 메모리; 및 상기 메모리, 상기 메모리 컨트롤러 및 상기 버퍼 메모리 중 하나 이상과 외부와의 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 포함하고, 상기 반도체 메모리는, 상기 메모리 시스템 내에서 상기 메모리 또는 상기 버퍼 메모리의 일부일 수 있다.The electronic device further includes a memory system, wherein the memory system stores data and maintains stored data regardless of the power supplied; A memory controller for controlling data input / output of the memory in response to a command input from the outside; A buffer memory for buffering data exchanged between the memory and the outside; And an interface for externally communicating with at least one of the memory, the memory controller and the buffer memory, wherein the semiconductor memory may be part of the memory or the buffer memory within the memory system.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 메모리를 포함하는 전자 장치에서, 상기 반도체 메모리는 제1글로벌 라인; 제2글로벌 라인; 가변 저항 소자를 포함하는 다수의 저장 셀, 상기 다수의 저장 셀의 일단에 연결된 제1로컬 라인 및 상기 다수의 저장 셀의 타단에 연결된 제2로컬 라인을 포함하는 하나 이상의 셀 어레이; 상기 제1글로벌 라인과 대응하는 셀 어레이의 제1로컬 라인 사이에 연결되고, 문턱전압이 제1전압인 하나 이상의 제1선택소자; 및 상기 제2글로벌 라인과 대응하는 셀 어레이의 제2로컬 라인 사이에 연결되고, 문턱전압이 상기 제1전압보다 큰 제2전압 하나 이상의 제2선택소자를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided an electronic device including a semiconductor memory, the semiconductor memory including: a first global line; A second global line; One or more cell arrays including a plurality of storage cells including variable resistance elements, a first local line connected to one end of the plurality of storage cells, and a second local line connected to the other end of the plurality of storage cells; At least one first selection element coupled between the first global line and a first local line of a corresponding cell array, the first selection element having a threshold voltage of a first voltage; And a second selection element coupled between the second global line and a second local line of a corresponding cell array and having a threshold voltage greater than the first voltage.

상기 저장 셀은 상기 가변 저항 소자; 및 상기 가변 저항 소자의 일단에 연결되고, 다수의 워드라인 중 대응하는 워드라인의 전압에 응답하여 온/오프되는 선택소자를 포함할 수 있다.The storage cell comprising: the variable resistive element; And a selection element connected to one end of the variable resistive element and turned on / off in response to a voltage of a corresponding one of the plurality of word lines.

상기 전자 장치는 리드 동작시 선택된 저장 셀을 통해 상기 제1글로벌 라인에서 상기 제2글로벌 라인으로 전류를 흘릴 수 있다.The electronic device may flow current from the first global line to the second global line via a storage cell selected during a read operation.

상기 가변 저항 소자는 제1저항값을 가지는 제1상태 또는 상기 제1저항값보다 높은 제2저항값을 가지는 제2상태를 가질 수 있다.The variable resistive element may have a first state having a first resistance value or a second state having a second resistance value higher than the first resistance value.

상기 가변 저항 소자는 상기 타단에서 상기 일단으로 제1스위칭 전류를 흘리면 상기 제1상태로 스위칭 되고, 상기 일단에서 상기 타단으로 상기 제1스위칭 전류보다 큰 제2스위칭 전류를 흘리면 상기 제2상태로 스위칭될 수 있다.Wherein the variable resistance element is switched to the first state when a first switching current flows from the other end to the one end and switches to the second state when a second switching current larger than the first switching current flows from the one end to the other end, .

상기 하나 이상의 제1선택소자 및 상기 하나 이상의 제2선택소자는 하나 이상의 선택 신호 중 대응하는 선택 신호에 응답하여 온/오프될 수 있다.The at least one first selection element and the at least one second selection element may be turned on / off in response to a corresponding one of the one or more selection signals.

상기 제1선택소자는 상기 문턱전압이 상기 제1전압이 되도록 제조되고, 상기 제2선택소자는 상기 문턱전압이 상기 제2전압이 되도록 제조될 수 있다.The first selection device may be fabricated such that the threshold voltage is the first voltage, and the second selection device may be fabricated such that the threshold voltage is the second voltage.

상기 제1선택소자는 상기 문턱전압이 상기 제1전압이 되도록 백바이어스 전압이 인가되고, 상기 제2선택소자는 상기 문턱전압이 상기 제2전압이 되도록 백바이어스 전압이 인가될 수 있다.The first selection device may be supplied with a back bias voltage such that the threshold voltage is the first voltage, and the second selection device may be applied with a back bias voltage such that the threshold voltage is the second voltage.

상기 가변 저항 소자는 금속 산화물, 상변화 물질 및 두 개의 자성층 사이에 터널 베리어층이 개재된 구조물 중 하나 이상을 포함할 수 있다.The variable resistive element may include at least one of a metal oxide, a phase change material, and a structure in which a tunnel barrier layer is interposed between two magnetic layers.

상기 전자 장치는 마이크로 프로세서를 더 포함하고, 상기 마이크로 프로세서는 상기 마이크로 프로세서 외부로부터의 명령을 포함하는 신호를 수신하고, 상기 명령의 추출이나 해독 또는 상기 마이크로 프로세서의 신호의 입출력 제어를 수행하는 제어부; 상기 제어부가 명령을 해독한 결과에 따라서 연산을 수행하는 연산부; 및 상기 연산을 수행하는 데이터, 상기 연산을 수행한 결과에 대응하는 데이터 또는 상기 연산을 수행하는 데이터의 주소를 저장하는 기억부를 포함하고, 상기 반도체 메모리는, 상기 마이크로 프로세서 내에서 상기 기억부의 일부일 수 있다. The electronic device further includes a microprocessor, wherein the microprocessor includes: a control unit that receives a signal including an instruction from outside the microprocessor, and performs extraction or decoding of the instruction or input / output control of a signal of the microprocessor; An operation unit for performing an operation according to a result of decoding the instruction by the control unit; And a storage unit that stores data for performing the operation, data corresponding to a result of performing the operation, or address of data for performing the operation, wherein the semiconductor memory is a part of the storage unit have.

상기 전자 장치는 프로세서를 더 포함하고, 상기 프로세서는 상기 프로세서의 외부로부터 입력된 명령에 따라 데이터를 이용하여 상기 명령에 대응하는 연산을 수행하는 코어부; 상기 연산을 수행하는 데이터, 상기 연산을 수행한 결과에 대응하는 데이터 또는 상기 연산을 수행하는 데이터의 주소를 저장하는 캐시 메모리부; 및 상기 코어부와 상기 캐시 메모리부 사이에 연결되고, 상기 코어부와 상기 캐시 메모리부 사이에 데이터를 전송하는 버스 인터페이스를 포함하고, 상기 반도체 메모리는, 상기 프로세서 내에서 상기 캐시 메모리부의 일부일 수 있다.The electronic device further comprising a processor, the processor comprising: a core unit for performing an operation corresponding to the instruction using data in accordance with an instruction input from the outside of the processor; A cache memory unit for storing data for performing the operation, data corresponding to a result of performing the operation, or an address of data for performing the operation; And a bus interface connected between the core portion and the cache memory portion and transferring data between the core portion and the cache memory portion, wherein the semiconductor memory may be part of the cache memory portion within the processor .

상기 전자 장치는 프로세싱 시스템을 더 포함하고, 상기 프로세싱 시스템은 수신된 명령을 해석하고 상기 명령을 해석한 결과에 따라 정보의 연산을 제어하는 프로세서; 상기 명령을 해석하기 위한 프로그램 및 상기 정보를 저장하기 위한 보조기억장치; 상기 프로그램을 실행할 때 상기 프로세서가 상기 프로그램 및 상기 정보를 이용해 상기 연산을 수행할 수 있도록 상기 보조기억장치로부터 상기 프로그램 및 상기 정보를 이동시켜 저장하는 주기억장치; 및 상기 프로세서, 상기 보조기억장치 및 상기 주기억장치 중 하나 이상과 외부와의 통신을 수행하기 위한 인터페이스 장치를 포함하고, 상기 반도체 메모리는, 상기 프로세싱 시스템 내에서 상기 보조기억장치 또는 상기 주기억장치의 일부일 수 있다.The electronic device further comprising a processing system, the processing system comprising: a processor for interpreting a received command and controlling an operation of information according to a result of interpreting the command; A program for interpreting the command and an auxiliary memory for storing the information; A main memory for moving and storing the program and the information from the auxiliary memory so that the processor can perform the calculation using the program and the information when the program is executed; And an interface device for performing communication with at least one of the processor, the auxiliary memory device, and the main memory device, and the semiconductor memory is a part of the auxiliary memory device or the main memory device in the processing system .

상기 전자 장치는 데이터 저장 시스템을 더 포함하고, 상기 데이터 저장 시스템은 데이터를 저장하며 공급되는 전원에 관계없이 저장된 데이터가 유지되는 저장 장치; 외부로부터 입력된 명령에 따라 상기 저장 장치의 데이터 입출력을 제어하는 컨트롤러; 상기 저장 장치와 외부 사이에 교환되는 데이터를 임시로 저장하는 임시 저장 장치; 및 상기 저장 장치, 상기 컨트롤러 및 상기 임시 저장 장치 중 하나 이상과 외부와의 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 포함하고, 상기 반도체 메모리는, 상기 데이터 저장 시스템 내에서 상기 저장 장치 또는 상기 임시 저장 장치의 일부일 수 있다.The electronic device further includes a data storage system, wherein the data storage system stores data and stores the stored data regardless of the power supplied; A controller for controlling data input / output of the storage device according to an instruction input from the outside; A temporary storage device for temporarily storing data exchanged between the storage device and the outside; And an interface for performing communication with the exterior with at least one of the storage device, the controller, and the temporary storage device, wherein the semiconductor memory is a part of the storage device or the temporary storage device .

상기 전자 장치는 메모리 시스템을 더 포함하고, 상기 메모리 시스템은 데이터를 저장하며 공급되는 전원에 관계없이 저장된 데이터가 유지되는 메모리; 외부로부터 입력된 명령에 따라 상기 메모리의 데이터 입출력을 제어하는 메모리 컨트롤러; 상기 메모리와 외부 사이에 교환되는 데이터를 버퍼링하기 위한 버퍼 메모리; 및 상기 메모리, 상기 메모리 컨트롤러 및 상기 버퍼 메모리 중 하나 이상과 외부와의 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 포함하고, 상기 반도체 메모리는, 상기 메모리 시스템 내에서 상기 메모리 또는 상기 버퍼 메모리의 일부일 수 있다.
The electronic device further includes a memory system, wherein the memory system stores data and maintains stored data regardless of the power supplied; A memory controller for controlling data input / output of the memory in response to a command input from the outside; A buffer memory for buffering data exchanged between the memory and the outside; And an interface for externally communicating with at least one of the memory, the memory controller and the buffer memory, wherein the semiconductor memory may be part of the memory or the buffer memory within the memory system.

상술한 실시예들에 의한 전자 장치에 의하면, 저장 셀 양단에 연결된 선택소자의 문턱전압이 다르기 때문에 리드/라이트 전류가 흐르는 경로의 총 저항을 줄여 마진을 증가시키면서 누설 전류가 줄임으로써 전자 장치의 동작 속도, 정확도를 높이고 소모 전류는 줄일 수 있다.
Since the threshold voltages of the selection elements connected to both ends of the storage cell are different from each other, the total resistance of the path through which the read / write current flows can be reduced to increase the margin and reduce the leakage current, Speed, accuracy and reduce current consumption.

도 1은 두 개의 자성층 사이에 터널 베리어층이 개재된 구조물 중 하나인 자기 터널 접합 소자(MTJ: Magnetic Tunnel Junction)의 일실시예,
도 2A 및 2B는 가변 저항 소자(210)에 대한 데이터를 저장하는 원리를 설명하기 위한 도면,
도 3은 가변 저항 소자(311)를 포함하는 저장 셀(310)을 포함하는 메모리 회로(장치)의 구성도의 일 예,
도 4a, 도 4b 및 도 4c는 도 3의 메모리의 효과를 설명하기 위해 도 3의 전자 장치의 일부를 도시한 도면,
도 5는 가변 저항 소자(R)를 포함하는 저장 셀(SC)을 포함하는 메모리 회로(장치)의 구성도의 일 예,
도 6은 매립형 게이트를 갖는 트랜지스터의 단면도의 일 예,
도 7은 트랜지스터의 단면도의 일 예,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 메모리 장치를 구현하는 마이크로 프로세서의 구성도의 일 예,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 메모리 장치를 구현하는 프로세서의 구성도의 일 예,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 메모리 장치를 구현하는 시스템의 구성도의 일 예,
도 11는 본 발명의 일 실시예에 따른 메모리 장치를 구현하는 데이터 저장 시스템의 구성도의 일 예,
도 12은 본 발명의 일 실시예에 따른 메모리 장치를 구현하는 메모리 시스템의 구성도의 일 예.
FIG. 1 shows an embodiment of a magnetic tunnel junction (MTJ) structure, which is one of structures in which a tunnel barrier layer is interposed between two magnetic layers,
2A and 2B are diagrams for explaining the principle of storing data for the variable resistive element 210,
3 is an example of a configuration diagram of a memory circuit (device) including a storage cell 310 including a variable resistive element 311,
Figures 4A, 4B, and 4C illustrate a portion of the electronic device of Figure 3 to illustrate the effects of the memory of Figure 3;
5 shows an example of a configuration diagram of a memory circuit (device) including a storage cell SC including a variable resistive element R,
6 is an example of a cross-sectional view of a transistor having a buried gate,
7 is an example of a cross-sectional view of a transistor,
8 is a block diagram of a microprocessor embodying a memory device according to an embodiment of the present invention.
Figure 9 is an example of a configuration diagram of a processor that implements a memory device in one embodiment of the present invention,
10 is an example of a configuration diagram of a system for implementing a memory device according to an embodiment of the present invention,
11 is an example of a configuration diagram of a data storage system implementing a memory device according to an embodiment of the present invention;
12 is an example of a configuration diagram of a memory system that implements a memory device according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to facilitate a person skilled in the art to easily carry out the technical idea of the present invention.

본 발명의 실시예들에 따른 반도체 장치는 가변 저항 소자를 포함할 수 있다. 이하에서 가변 저항 소자는 가변 저항 특성을 나타내며 단일막 또는 다중막을 포함할 수 있다. 예컨대, 가변 저항 소자는 RRAM, PRAM, MRAM, FRAM 등에 이용되는 물질, 예컨대, 칼코게나이드(chalcogenide)계 화합물, 전이금속 화합물, 강유전체, 강자성체 등을 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 가변 저항 소자는 양단에 인가되는 전압 또는 전류에 따라 서로 다른 저항 상태 사이에서 스위칭하는 가변 저항 특성이 있기만 하면 된다.The semiconductor device according to embodiments of the present invention may include a variable resistive element. Hereinafter, the variable resistance element exhibits a variable resistance characteristic and may include a single film or a multi-film. For example, the variable resistance element may include a material used for RRAM, PRAM, MRAM, FRAM and the like, for example, a chalcogenide-based compound, a transition metal compound, a ferroelectric, a ferromagnetic material and the like. However, the present invention is not limited thereto, and it is only necessary that the variable resistance element has a variable resistance characteristic to switch between different resistance states depending on the voltage or current applied to both ends thereof.

보다 자세히 살펴보면 가변 저항 소자는 금속 산화물을 포함할 수 있다. 금속 산화물은 예컨대, 니켈(Ni) 산화물, 티타늄(Ti) 산화물, 하프늄(Hf) 산화물, 지르코늄(Zq) 산화물, 텅스텐(W) 산화물, 코발트(Co) 산화물 등과 같은 전이 금속의 산화물, STO(SrTiO), PCMO(PrCaMnO) 등과 같은 페로브스카이트계 물질 등일 수 있다. 이러한 가변 저항 소자는 공공(vacancy)의 거동에 의한 전류 필라멘트의 생성/소멸로 서로 다른 저항 상태 사이에서 스위칭하는 특성을 나타낼 수 있다.More specifically, the variable resistance element may include a metal oxide. Examples of the metal oxide include oxides of transition metals such as nickel (Ni) oxide, titanium (Ti) oxide, hafnium (Hf) oxide, zirconium (Zq) oxide, tungsten (W) oxide, cobalt ), PCMO (PrCaMnO), and the like. Such a variable resistive element can exhibit a characteristic of switching between different resistance states due to the generation / disappearance of current filaments due to the vacancy behavior.

또한, 가변 저항 소자는 상변화 물질을 포함할 수 있다. 상변화 물질은 예컨데, GST(Ge-Sb-Te) 등과 같은 칼코게나이드계 물질 등일 수 있다. 이러한 가변 저항 소자는 열에 의해 결정 상태와 비정질 상태 중 어느 하나로 안정됨으로써 서로 다른 저항 상태 사이에서 스위칭하는 특성을 나타낼 수 있다.In addition, the variable resistive element may include a phase change material. The phase change material may be, for example, a chalcogenide-based material such as GST (Ge-Sb-Te) or the like. Such a variable resistance element can exhibit a characteristic of switching between different resistance states by being stabilized in either a crystalline state or an amorphous state by heat.

또한, 가변 저항 소자는 두 개의 자성층 사이에 터널 베리어 층이 개재된 구조물을 포함할 수 있다. 자성층은 NiFeCo, CoFe 등의 물질로 형성될 수 있고, 터널 베리어층은, Al203 등의 물질로 형성될 수 있다. 이러한 가변 저항 소자는 자성층의 자화 방향에 따라 서로 다른 저항 상태 사이에서 스위칭하는 특성을 나타낼 수 있다. 예컨대, 가변 저항 소자는 두 개의 자성층의 자화 방향이 평행한 경우 저저항 상태일 수 있고, 두 개의 자성층의 자화 방향이 반평행한 경우 고저항 상태일 수 있다.
Further, the variable resistance element may include a structure in which a tunnel barrier layer is interposed between two magnetic layers. The magnetic layer may be formed of a material such as NiFeCo or CoFe, and the tunnel barrier layer may be formed of a material such as Al2O3. Such a variable resistance element can exhibit a characteristic of switching between different resistance states depending on the magnetization direction of the magnetic layer. For example, the variable resistance element may be in a low resistance state when the magnetization directions of the two magnetic layers are parallel, and may be in a high resistance state when the magnetization directions of the two magnetic layers are antiparallel.

도 1은 두 개의 자성층 사이에 터널 베리어층이 개재된 구조물 중 하나인 자기 터널 접합 소자(MTJ: Magnetic Tunnel Junction)의 일실시예이다.1 is an embodiment of a magnetic tunnel junction (MTJ), which is one of structures in which a tunnel barrier layer is interposed between two magnetic layers.

도시된 바와 같이, 자기 터널 접합 소자(100)는 상부 전극으로서의 제1전극층(110)과 하부전극으로서의 제2전극층(120), 한 쌍의 자성층인 제1자성층(112)과 제2자성층(122) 및 한 쌍의 자성층(112, 122) 사이에 형성되는 터널 베리어층(130)을 포함한다.The magnetic tunnel junction element 100 includes a first electrode layer 110 as an upper electrode, a second electrode layer 120 as a lower electrode, a first magnetic layer 112 as a pair of magnetic layers and a second magnetic layer 122 And a tunnel barrier layer 130 formed between the pair of magnetic layers 112 and 122.

여기에서, 제1자성층(112)은 자기 터널 접합 소자(100)에 인가되는 전류의 방향에 따라 자화 방향이 가변되는 자유 자성층(Free ferromagnetic layer)이고, 제2자성층(122)은 자화 방향이 고정되는 고정 자성층(Pinned ferromagnetic layer)이 될 수 있다.Here, the first magnetic layer 112 is a free ferromagnetic layer whose magnetization direction is variable according to the direction of the current applied to the magnetic tunnel junction element 100, and the second magnetic layer 122 has a fixed magnetization direction (Pinned ferromagnetic layer).

이러한 자기 터널 접합 소자(100)는 전류의 방향에 따라 그 저항값이 변화되어 데이터 "0" 또는 "1"을 기록한다.
This magnetic tunnel junction element 100 changes its resistance value in accordance with the direction of the current to record data "0" or "1 ".

도 2A 및 2B는 가변 저항 소자(210)에 대한 데이터를 저장하는 원리를 설명하기 위한 도면이다. 여기서 가변 저항 소자(210)는 도 1의 설명에서 상술한 자기 터널 접합 소자(100)일 수 있다.FIGS. 2A and 2B are diagrams for explaining the principle of storing data for the variable resistive element 210. FIG. Here, the variable resistive element 210 may be the magnetic tunnel junction element 100 described in the description of FIG.

먼저, 도 2A는 가변 저항 소자(210)에 논리값이 '로우'인 데이터를 기록하는 원리를 설명하기 위한 도면이다. 데이터를 저장하고자 하는 가변 저항 소자(210)를 선택하기 위해 가변 저항 소자(210)에 연결된 워드라인(230)이 활성화되어 트랜지스터(220)가 턴온된다. 그리고, 일단(251)으로부터 타단(252) 방향, 즉 도 1에서 자기 터널 접합 소자(100)의 상부 전극인 제1전극층(110)으로부터 하부전극인 제2전극층(120)으로 전류가 흐르게 되면(화살표 방향), 자유 자성층인 제1자성층(110)의 방향과 고정 자성층인 제2자성층(122)의 자화 방향이 평행(parallel)하게 되면서, 가변 저항 소자(210)가 저저항 상태가 되며, 가변 저항 소자(210)가 저저항 상태일 때 가변 저항 소자(210)에 '로우'데이터가 저장된 것으로 정의된다.2A is a diagram for explaining the principle of writing data having a logical value of 'low' to the variable resistive element 210. FIG. The word line 230 connected to the variable resistive element 210 is activated to turn on the transistor 220 in order to select the variable resistive element 210 in which data is to be stored. When a current flows from the first end 251 to the second end 252, that is, from the first electrode layer 110, which is the upper electrode of the magnetic tunnel junction element 100 to the second electrode layer 120, which is the lower electrode The direction of the first magnetic layer 110 which is a free magnetic layer and the magnetization direction of the second magnetic layer 122 which is a fixed magnetic layer are parallel to each other so that the variable resistance element 210 becomes a low resistance state, Data is stored in the variable resistance element 210 when the resistance element 210 is in a low resistance state.

한편, 도 2B는 가변 저항 소자(210)에 논리값이 '하이'인 데이터를 기록하는 원리를 설명하기 위한 도면이다. 마찬가지로, 가변 저항 소자(210)에 연결된 워드라인(230)이 활성화되어 트랜지스터(220)가 턴온된다. 그리고, 타단(252)으로부터 일단(251) 방향, 즉 제2전극층(120)으로부터 제1전극층(110)으로 전류가 흐르게 되면(화살표 방향), 제1자성층(112)의 방향과 제2자성층(122)의 자화 방향이 서로 반평행(anti-parallrl) 상태가 되면서 가변 저항 소자(210)가 고저항 상태를 갖게 되고, 가변 저항 소자(210)가 고저항 상태일 때 가변 저항 소자(210)에 '하이'데이터가 저장된 것으로 정의된다.
Meanwhile, FIG. 2B is a diagram for explaining the principle of writing data having a logic high value to the variable resistive element 210. FIG. Likewise, the word line 230 connected to the variable resistive element 210 is activated and the transistor 220 is turned on. When a current flows from the other end 252 to the first electrode layer 110 from the second electrode layer 120 (arrow direction), the direction of the first magnetic layer 112 and the direction of the second magnetic layer The variable resistance element 210 has a high resistance state while the magnetization directions of the variable resistive elements 210 and 122 are anti-parallel to each other, and when the variable resistance element 210 is in a high resistance state, High data is defined as being stored.

도 3은 가변 저항 소자(311)를 포함하는 저장 셀(310)을 포함하는 메모리 회로(장치)의 구성도의 일 예이다.3 is an example of a configuration diagram of a memory circuit (device) including a storage cell 310 including a variable resistive element 311. In Fig.

도 3에 도시된 바와 같이, 메모리는 저장 셀(310), 제1선택소자(320), 제2선택소자(330), 액세스 제어부(340), 워드라인(WL), 제1라인(LINE1), 제2라인(LINE2) 및 기준 저항 소자(REF_R) 포함할 수 있다.3, the memory includes a storage cell 310, a first select device 320, a second select device 330, an access controller 340, a word line WL, a first line LINE1, A second line LINE2, and a reference resistance element REF_R.

저장 셀(310)은 가변 저항 소자(311) 및 선택소자(312)를 포함할 수 있다. 가변 저항 소자(311)는 양단에 흐르는 스위칭 전류에 응답하여 상태가 스위칭되며, 각 상태에 대응하는 저항값을 가질 수 있다. 보다 자세히 살펴보면 가변 저항 소자(311)는 제1저항값을 가지는 제1상태 또는 제1저항값보다 높은 제2저항값을 가지는 제2상태를 가질 수 있다. 가변 저항 소자(311)는 타단(B)에서 일단(A)으로 제1스위칭 전류(SW_I1)를 흘리면 제1상태로 스위칭 되고, 일단(A)에서 타단(B)으로 제1스위칭 전류(SW_I1)보다 큰 제2스위칭 전류(SW_I2)를 흘리면 상기 제2상태로 스위칭될 수 있다.The storage cell 310 may include a variable resistive element 311 and a selection element 312. The variable resistive element 311 is switched in response to the switching currents flowing at both ends, and can have a resistance value corresponding to each state. In more detail, the variable resistive element 311 may have a first state having a first resistance value or a second state having a second resistance value higher than the first resistance value. The variable resistive element 311 is switched to the first state when the first switching current SW_I1 flows from the other end B to the one end A and the first switching current SW_I1 is switched from the first end A to the second end B, Can be switched to the second state when a larger second switching current (SW_I2) flows.

제1상태는 상술한 저저항 상태에 대응하는 제2상태는 상술한 고저항 상태에 대응할 수 있다. 가변 저항 소자(311)의 제1상태를 로우 데이터가 저장된 상태로 정의하고, 제2상태를 하이 데이터가 저장된 상태로 정의할 수 있다. 또는 가변 저항 소자(311)의 제1상태를 하이 데이터가 저장된 상태로 정의하고, 제2상태를 로우 데이터가 저장된 상태로 정의할 수 있다. 이하에서는 전자의 경우를 예로 들어 설명한다.The first state may correspond to the above-described high resistance state, and the second state corresponding to the above-described low resistance state. The first state of the variable resistive element 311 may be defined as a state in which row data is stored and the second state may be defined as a state in which high data is stored. Alternatively, the first state of the variable resistive element 311 may be defined as a state in which high data is stored, and the second state may be defined as a state in which row data is stored. Hereinafter, the former case will be described as an example.

선택소자(312)는 워드라인(WL)과 연결되고, 워드라인(WL)의 전압에 응답하여 제어 될 수 있다. 선택소자(312)는 워드라인(WL)이 액티브된 경우 워드라인(WL)의 전압에 응답하여 턴온되고, 워드라인(WL)이 프리차지된(디액티브) 경우 워드라인(WL)의 전압에 응답하여 턴오프될 수 있다.The selection element 312 is connected to the word line WL and can be controlled in response to the voltage of the word line WL. The selection device 312 is turned on in response to the voltage of the word line WL when the word line WL is active and is turned on when the word line WL is precharged And can be turned off in response.

저장 셀(310)의 양단에는 각각 제1선택소자(320) 및 제2선택소자(330)가 연결될 수 있다. 저장 셀(310)은 제1선택소자(320)를 통해 제1라인(LINE1)과 연결되고, 제2선택소자(330)를 통해 제2라인(LINE2)과 연결될 수 있다. 제1라인(LINE1) 및 제2라인(LINE2)는 액세스 제어부(340)와 연결될 수 있다. 제1선택소자(320) 및 제2선택소자(330)는 선택 신호(LYSW)가 활성화되면 턴온되고, 선택 신호(LYSW)가 비활성화되면 턴오프될 수 있다. 여기서 제1선택소자(320)는 문턱전압이 제1전압이고, 제2선택소자(330)는 문턱전압이 제1전압보다 큰 제2전압일 수 있다. 즉, 제1선택소자(320)와 제2선택소자(330)는 문턱전압은 다른 레벨을 가질 수 있다.A first selection device 320 and a second selection device 330 may be connected to both ends of the storage cell 310, respectively. The storage cell 310 may be connected to the first line LINE1 through the first selection device 320 and may be connected to the second line LINE2 through the second selection device 330. [ The first line LINE 1 and the second line LINE 2 may be connected to the access control unit 340. The first select element 320 and the second select element 330 may be turned on when the select signal LYSW is activated and may be turned off when the select signal LYSW is inactivated. Here, the threshold voltage of the first selection device 320 may be a first voltage and the second selection device 330 may be a second voltage whose threshold voltage is greater than the first voltage. That is, the first and second selectors 320 and 330 may have different levels of threshold voltage.

제1선택소자(320) 및 제2선택소자(330)는 문턱전압이 서로 다른 레벨을 가지도록 제조될 수 있다. 제1선택소자(320)는 문턱전압이 제1전압이 되고, 제2선택소자는 문턱전압이 제1전압보다 큰 제2전압이 되도록 제조될 수 있다.The first select element 320 and the second select element 330 may be fabricated to have different levels of threshold voltage. The first selection device 320 may be fabricated such that the threshold voltage is the first voltage and the second selection device is the second voltage whose threshold voltage is greater than the first voltage.

예를 들어 제1선택소자(320) 및 제2선택소자(330)가 MOS트랜지스터인 경우, 트랜지스터의 게이트 폭(width)을 조절하거나, 드레인(drain) 또는 소스(source)의 도핑 농도를 조절하거나, 드레인(drain) 또는 소스(source)에 도핑되는 원소를 달리하거나, 트랜지스터가 형성되는 기판의 도핑 농도 또는 도핑되는 원소를 달리하는 등의 방법으로 제1선택소자(330) 및 제2선택소자(330)의 문턱전압을 조절할 수 있다. 이외에도 제조과정에서 다양한 방법으로 제1선택소자(320) 및 제2선택소자(330)의 문턱전압을 서로 다르게 조절할 수 있다. 제1선택소자(320) 및 제2선택소자(330)가 MOS트랜지스터가 아닌 다른 소자인 경우에도 제조과정에서 여러가지 방법을 이용해 처음부터 다른 문턱전압을 가지도록 제조될 수 있다.For example, when the first selection device 320 and the second selection device 330 are MOS transistors, the gate width of the transistor may be adjusted, the doping concentration of the drain or the source may be adjusted The first selection device 330 and the second selection device 330 may be formed by a method of diffusing an element doped to a drain or a source, a doping concentration of a substrate on which the transistor is formed, 330 can be adjusted. In addition, the threshold voltages of the first and second selection elements 320 and 330 can be adjusted in various ways in the manufacturing process. Even if the first selection element 320 and the second selection element 330 are other than MOS transistors, they can be manufactured to have different threshold voltages from the beginning by various methods in the manufacturing process.

또는 제1선택소자(320)는 문턱전압이 제1전압이 되고, 제2선택소자(330)는 문턱전압이 제1전압보다 큰 제2전압이 되도록 백바이어스 전압(VBB1, VBB2)의 전압레벨이 조절될 수 있다. Or the voltage of the back bias voltages VBB1 and VBB2 so that the threshold voltage becomes the first voltage and the second selection device 330 becomes the second voltage whose threshold voltage is larger than the first voltage, Can be adjusted.

예를 들어 제1선택소자(320) 및 제2선택소자(330)가 NMOS트랜지스터인 경우, 제1선택소자(320)의 벌크(bulk)에 인가되는 제1백바이어스 전압(VBB1)을 제2선택소자(330)의 벌크(bulk)에 인가되는 제2백바이어스 전압(VBB2)보다 낮게 설정할 수 있다. 이 경우 제1선택소자(320) 및 제2선택소자(330)가 동일한 방법으로 제조되었다면(문턱전압이 같다면), 제2선택소자(330)의 문턱전압은 제1선택소자(320)의 문턱전압보다 높게 설정될 수 있다. 제1선택소자(320) 및 제2선택소자(330)가 NMOS트랜지스터가 아닌 다른 소자인 경우에도 제조된 이후에 여러가지 방법을 이용해 다른 문턱전압을 가지도록 설정될 수 있다.For example, when the first selection device 320 and the second selection device 330 are NMOS transistors, the first back bias voltage VBB1 applied to the bulk of the first selection device 320 is set to the second The second back bias voltage VBB2 applied to the bulk of the selection element 330 can be set lower than the second back bias voltage VBB2 applied to the bulk of the selection element 330. [ In this case, if the first select element 320 and the second select element 330 are fabricated in the same way (if the threshold voltages are the same), the threshold voltage of the second select element 330 is the same as the threshold voltage of the first select element 320 Can be set higher than the threshold voltage. Even if the first selection element 320 and the second selection element 330 are other than NMOS transistors, they can be set to have different threshold voltages by using various methods after they are manufactured.

기준 저항 소자(REF_R)는 제1저항값과 제2저항값의 사이의 저항값을 가지고, 리드 동작시 활성화되는 리드 인에이블 신호(RDEN)에 응답하여 온/오프되는 연결 소자(RT)를 통해 액세스 제어부(340)와 연결될 수 있다.The reference resistance element REF_R has a resistance value between the first resistance value and the second resistance value and is connected to the connection element RT which is turned on / off in response to the read enable signal RDEN activated in the read operation And may be connected to the access control unit 340.

액세스 제어부(340)는 라이트 신호(WT)가 활성화되면 라이트할 데이터(W_DATA)에 의해 결정되는 방향으로 저장 셀(310)에 스위칭 전류를 흘릴 수 있다. 예를 들어 액세스 제어부(340)는 로우 데이터를 라이트하는 경우 선택된 저장 셀(340)을 통해 제2라인(LINE2)에서 제1라인(LINE1)으로 제1스위칭 전류(SW_I1)가 흐르도록 제2라인(LINE2)에 높은 전압, 제1라인(LINE1)에 낮은 전압을 인가할 수 있다. 액세스 제어부(340)는 하이 데이터를 라이트하는 경우 선택된 저장 셀(340)을 통해 제1라인(LINE1)에서 제2라인(LINE2)으로 제2스위칭 전류(SW_I2)가 흐르도록 제1라인(LINE1)에 높은 전압, 제2라인(LINE2)에 낮은 전압을 인가할 수 있다.The access control unit 340 can pass a switching current to the storage cell 310 in a direction determined by the data W_DATA to be written when the write signal WT is activated. For example, when the row data is written, the access control unit 340 controls the first and second lines LINE1 and LINE2 so that the first switching current SW_I1 flows from the second line LINE2 to the first line LINE1 through the selected storage cell 340, A high voltage can be applied to the first line LINE2 and a low voltage can be applied to the first line LINE1. The access controller 340 controls the first line LINE1 so that the second switching current SW_I2 flows from the first line LINE1 to the second line LINE2 through the selected storage cell 340 when writing high data, And a low voltage can be applied to the second line LINE2.

액세스 제어부(340)는 리드 신호(RD)가 활성화되면 저장 셀(310)의 가변 저항 소자(311)의 저항값과 기준 저항 소자(REF_R)의 저항값을 비교하여, 저장 셀(310)에 저장된 데이터를 리드하여 출력(R_DATA)할 수 있다. 예를 들어, 상술한 제1상태가 로우 데이터를 저장한 상태이고 제2상태가 하이 데이터를 저장한 상태인 경우, 액세스 제어부(340)는 가변 저항 소자(311)의 저항값이 기준 저항 소자(REF_R)의 저항값보다 작으면 로우 데이터를 출력(R_DATA)하고, 가변 저항 소자(311)의 저항값이 기준 저항 소자(REF_R)의 저항값보다 크면 하이 데이터를 출력(R_DATA)할 수 있다.The access control unit 340 compares the resistance value of the variable resistive element 311 of the storage cell 310 with the resistance value of the reference resistance element REF_R when the read signal RD is activated, Data can be read and output (R_DATA). For example, when the first state stores the row data and the second state stores the high data, the access controller 340 determines whether the resistance value of the variable resistor element 311 is greater than the resistance value of the reference resistor element (R_DATA) when the resistance value of the variable resistive element 311 is smaller than the resistance value of the reference resistance element REF_R and outputs (R_DATA) high data when the resistance value of the variable resistive element 311 is larger than the resistance value of the reference resistance element REF_R.

이를 위해 액세스 제어부(340)는 리드 신호(RD)가 활성화되면 액세스 제어부(340)는 리드 동작시 제1라인(LINE1)에 높은 전압, 제2라인(LINE2)에 낮은 전압은 인가하여 저장 셀(310)을 통해 제1라인(LINE1)에서 제2라인(LINE2)으로 리드 전류(RD_I)를 흘리고, 기준 저항 소자(REF_R)에 기준전류(REF_I)를 흘릴 수 있다. To this end, when the read signal RD is activated, the access controller 340 applies a high voltage to the first line LINE1 and a low voltage to the second line LINE2 during the read operation, 310 to the second line LINE2 from the first line LINE1 and to flow the reference current REF_I through the reference resistance element REF_R.

일반적으로 트랜지스터가 턴오프되었을 때 트랜지스터를 통해 흐르는 누설 전류로 인해 메모리의 동작에 오류가 발생하거나 메모리의 소모 전류 및 소모 전력이 증가할 수 있다. 따라서 트랜지스터의 문턱전압을 증가시킴으로써 누설 전류를 줄이면 메모리의 정확성 및 신뢰도를 높이고 소모 전류 및 소모 전력을 줄일 수 있다. 한편, 트랜지스터의 문턱전압을 높이면 트랜지스터의 등가 저항값이 증가한다. 상술한 메모리에서 저장 셀(310)에 저장된 데이터는 저장 셀(310)의 가변 저항 소자(311)의 저항값에 의해서 결정되므로, 리드 마진을 높이기 위해서는 리드 전류(RD_I)가 흐르는 경로(RD_PATH)에서 가변 저항 소자(311) 외에 다른 저항은 최대한 줄여야 한다. 따라서 누설 전류를 줄이기 위해 제1선택소자(320) 및 제2선택소자(330)의 문턱전압을 모두 증가시키면 메모리의 리드 마진이 줄어든다.In general, when the transistor is turned off, the leakage current flowing through the transistor may cause a malfunction of the memory or increase the consumption current and power consumption of the memory. Thus, by reducing the leakage current by increasing the threshold voltage of the transistor, the accuracy and reliability of the memory can be increased, and the consumption current and power consumption can be reduced. On the other hand, increasing the threshold voltage of the transistor increases the equivalent resistance value of the transistor. The data stored in the storage cell 310 in the memory is determined by the resistance value of the variable resistive element 311 of the storage cell 310. Therefore, in order to increase the read margin, in the path RD_PATH in which the read current RD_I flows The resistance other than the variable resistive element 311 must be reduced as much as possible. Therefore, if the threshold voltages of the first and second selection elements 320 and 330 are both increased to reduce the leakage current, the memory lead margin is reduced.

도 3의 메모리는 제1선택소자(320)와 제2선택소자(330)의 문턱전압을 달리하되, 제2선택소자(330)의 문턱전압만 증가시켜 리드 마진을 최대한 확보하면서도, 누설 전류를 줄일 수 있다. 누설 전류는 제1선택소자(320) 및 제2선택소자(330)를 통해 흐르기 때문에 제2선택소자(330)의 문턱전압만 증가시켜도 2개의 선택소자(320, 330)의 문턱전압을 증가시킨 것과 비슷한 효과를 발생시킬 수 있다. 이하에서는 도 4를 참조하여 도 3의 메모리의 효과에 대해 자세하게 설명한다.
The memory of FIG. 3 is different from the first embodiment in that the threshold voltage of the first selection device 320 and the second selection device 330 are different from each other but only the threshold voltage of the second selection device 330 is increased to maximize the lead margin, Can be reduced. Since the leakage current flows through the first selection device 320 and the second selection device 330, the threshold voltages of the two selection devices 320 and 330 are increased even if only the threshold voltage of the second selection device 330 is increased Similar effects can be generated. Hereinafter, the effect of the memory of FIG. 3 will be described in detail with reference to FIG.

도 4a, 도 4b 및 도 4c는 도 3의 메모리의 효과를 설명하기 위해 도 3의 전자 장치의 일부를 도시한 도면이다.4A, 4B, and 4C are diagrams illustrating portions of the electronic device of FIG. 3 to illustrate the effect of the memory of FIG.

도 4a, 도 4b 및 도 4c에서는 도 3의 메모리의 저장 셀(310), 제1선택소자(320) 및 제2선택소자(330)만을 도시하였다. 이하에서는 저장 셀(310)에 선택소자들(320, 330)이 턴오프된 경우(도 4a), 리드 동작을 수행하는 경우(도 4b) 및 라이트 동작을 수행하는 경우(도 4c) 선택소자들(320)의 문턱전압과 가변 저항 소자에 흐르는 전류의 관계에 대해 설명한다.4A, 4B and 4C, only the storage cell 310, the first selection device 320 and the second selection device 330 of the memory of FIG. 3 are shown. Hereinafter, the case where the selectors 320 and 330 are turned off (FIG. 4A), the case where the read operation is performed (FIG. 4B) and the case where the write operation is performed (FIG. The relationship between the threshold voltage of the variable resistance element 320 and the current flowing through the variable resistance element will be described.

이하에서 VLYSW는 활성화된 선택 신호(LYSW)의 전압을 나타내고, VWL은 액티브된 워드라인(WL)의 전압을 나타내고, VT1은 제1선택소자(320)의 문턱전압을 나타내고, VT2은 제2선택소자(330)의 문턱전압을 나타낼 수 있다.In the following, V LYSW denotes the voltage of the activated selection signal LYSW, V WL denotes the voltage of the activated word line WL, V T1 denotes the threshold voltage of the first selection element 320, V T2 May represent the threshold voltage of the second select element 330. [

도 4a에 도시된 바와 같이, 제1선택소자(320) 및 제2선택소자(330)가 턴오프된 경우 제1선택소자(320), 가변 저항 소자(311), 선택소자(312) 및 제2선택소자(330)에 흐르는 전류의 양은 4개의 소자 중 전류를 흘리는 양이 가장 작은 소자에 의해 결정될 수 있다(4개의 소자가 직렬로 연결됨). 따라서 제2선택소자(330)의 문턱전압의 높인 만큼 누설 전류(LK_I)의 양을 줄이 수 있다. 즉 제1선택소자(320) 및 제2선택소자(330) 중 제2선택소자(330)의 문턱전압만 증가시켜도 누설 전류를 효과적으로 차단할 수 있다.4A, when the first selection element 320 and the second selection element 330 are turned off, the first selection element 320, the variable resistance element 311, the selection element 312, 2 The amount of current flowing in the selection element 330 can be determined by the smallest amount of current flowing among the four elements (four elements are connected in series). Therefore, the amount of leakage current (LK_I) can be reduced by increasing the threshold voltage of the second select element (330). That is, even if only the threshold voltage of the second selection device 330 of the first selection device 320 and the second selection device 330 is increased, the leakage current can be effectively blocked.

도 4b에 도시된 바와 같이, 메모리가 리드 동작을 수행하는 경우 제1선택소자(320)의 드레인(D1)에 제1리드 전압(VR1)이 인가되고, 제2선택소자(330)의 소스(S2)에 제2리드전압(VR2)이 인가될 수 있다. 여기서 제1리드 전압(VR1)은 제2리드전압(VR2)보다 높은 레벨이고, 제2리드전압(VR2)은 기저전압(VSS) 또는 접지전압(GND)일 수 있다. 제1선택소자(320)의 소스(S1)의 전압을 VS1, 제2선택소자(330)의 드레인(D2)의 전압을 VD2라 하자.4B, when the memory performs the read operation, the first read voltage V R1 is applied to the drain D1 of the first select element 320 and the source of the second select element 330 The second read voltage V R2 may be applied to the second switch S2. The may be a first read voltage (V R1) is a level higher than the second read voltage (V R2), a second read voltage (V R2) is a ground voltage (VSS) or a ground voltage (GND). Let the voltage of the source S1 of the first selector 320 be V S1 and the voltage of the drain D2 of the second selector 330 be V D2 .

워드라인(WL)이 액티브되면 선택소자(312)가 턴온되고, 선택 신호(LYSW)가 활성화되면 제1선택소자(320) 및 제2선택소자(330)가 턴온되어 제1선택소자(320)의 드레인(D1)에서 제2선택소자(330)의 소스(S2)로 리드 전류(RD_I)가 흐르게 된다.When the word line WL is activated, the selection element 312 is turned on and when the selection signal LYSW is activated, the first selection element 320 and the second selection element 330 are turned on and the first selection element 320 is turned on, The read current RD_I flows from the drain D1 of the second selection element 330 to the source S2 of the second selection element 330. [

NMOS 트랜지스터의 경우 양단을 통해 흐르는 전류의 양(ID)은 (VGS - VT)2 ∝ ID의 관계를 만족시킬 수 있다. 여기서 VGS는 트랜지스터의 게이트(gate)의 전압과 소스(source) 전압의 차이를 나타내고, VT는 문턱전압을 나타낼 수 있다. 도 4에서 제1선택소자(320)의 소스(S1)에서 제2선택소자의 소스(S2)까지 리드 전류(RD_I)가 흐르고 전압 강하가 일어나므로 VS1 > VS2이고, 따라서 VLYSW - VS1(제1선택소자(320)의 VGS) < VLYSW - VS2 (제2선택소자(330)의 VGS)일 수 있다. VGS의 값이 큰 제2선택소자(330)의 문턱전압(VT2)을 높여주면 리드 전류(RD_I)의 양이 줄어드는 정도, 즉 리드 전류(RD_I)의 경로의 저항 중 가변 저항 소자(311)를 제외한 저항 성분을 최소화하여 리드 마진을 유지할 수 있다. 리드 전압들(VR1, VR2) 중 낮은 전압이 인가되는 선택소자의 문턱전압을 높여서 누설 전류를 줄이면서, 리드 마진을 최대한 확보할 수 있다.In the case of an NMOS transistor, the amount of current (I D ) flowing through both ends can satisfy the relationship (V GS - V T ) 2 ? I D. Where V GS represents the difference between the voltage at the gate of the transistor and the source voltage, and V T may represent the threshold voltage. 4, since the read current RD_I flows from the source S1 of the first selection element 320 to the source S2 of the second selection element and a voltage drop occurs, V S1 > V S2 , and therefore V LYSW - V S1 (V GS of first select element 320) <V LYSW - V S2 (V GS of the second selection element 330). When the threshold voltage V T2 of the second selection element 330 having a large value of V GS is increased to the extent that the amount of the read current RD_I is reduced or the resistance of the variable resistor element 311 ) Can be minimized and the lead margin can be maintained. It is possible to maximize the lead margin while reducing the leakage current by raising the threshold voltage of the selection element to which a low voltage is applied among the read voltages V R1 and V R2 .

도 4c에 도시된 바와 같이, 메모리가 라이트 동작을 수행하는 경우 라이트할 데이터(W_DATA)가 로우 데이터(CASE1, 가변 저항 소자(311)를 제1상태로 스위칭시킴)이면 제2선택소자(330)에서 제1선택소자(320)로 제1스위칭 전류(SW_I1)를 흘리고, 라이트할 데이터(W_DATA)가 하이 데이터(CASE2, 가변 저항 소자(311)를 제2상태로 스위칭시킴)이면 제1선택소자(320)에서 제2선택소자(330)로 제2스위칭 전류(SW_I2)를 흘릴 수 있다. 제2스위칭 전류(SW_I2)의 전류량은 제1스위칭 전류(SW_I1)량 보다 많을 수 있다. 도 4b의 설명에서 상술한 바와 같이, 상대적으로 낮은 전압이 인가되는 선택소자의 문턱전압을 높이는 것이 높은 전류를 흘리기에(등가 저항을 줄이기에) 유리하다. 따라서 스위칭 전류들(SW_I1, SW_I2) 중 그 양이 많은 제2스위칭 전류(SW_I2)를 고려하여, 제2스위칭 전류(SW_I2)를 흘릴 때 문턱전압이 높은 제2선택소자(330)에 제1선택소자(320)보다 낮은 전압이 인가되도록 하면 라이트 동작의 효율성을 높일 수 있다.
4C, if the data W_DATA to be written is the row data (CASE1, the variable resistance element 311 is switched to the first state) when the memory performs the write operation, If the data W_DATA to be written is a high data (CASE2, the variable resistance element 311 is switched to the second state) by flowing a first switching current SW_I1 from the first selection element 320 to the first selection element 320, The second switching current SW_I2 may flow from the first switching element 320 to the second selection element 330. [ The amount of current of the second switching current SW_I2 may be larger than the amount of the first switching current SW_I1. As described above in the description of FIG. 4B, it is advantageous to increase the threshold voltage of a selection element to which a relatively low voltage is applied (to reduce the equivalent resistance) to flow a high current. Therefore, in consideration of the second switching current SW_I2 having a large amount of the switching currents SW_I1 and SW_I2, the second selection element 330 having a high threshold voltage when flowing the second switching current SW_I2, When a voltage lower than that of the device 320 is applied, the efficiency of the write operation can be increased.

도 5는 가변 저항 소자(R)를 포함하는 저장 셀(SC)을 포함하는 메모리 회로(장치)의 구성도의 일 예이다.5 is an example of a configuration diagram of a memory circuit (apparatus) including a storage cell SC including the variable resistive element R.

도 5에 도시된 바와 같이, 메모리는 하나 이상의 셀 어레이(CA1 - CAN), 제1글로벌 라인(GL1), 제2글로벌 라인(GL2), 하나 이상의 제1선택소자(ST1_1 - ST1_N), 하나 이상의 제2선택소자(ST2_1 - ST2_N), 다수의 워드라인(WL1 - WLM),기준 저항 소자(REF_R), 워드라인 제어부(510), 액세스 제어부(520)를 포함할 수 있다.5, the memory may include one or more cell arrays CA1 - CAN, a first global line GL1, a second global line GL2, one or more first selectors ST1_1 - ST1_N, A plurality of word lines WL1 to WLM, a reference resistive element REF_R, a word line controller 510, and an access controller 520. The second selectors ST2_1 to ST2_N may include a plurality of word lines WL1 to WLM.

하나 이상의 셀 어레이(CA1 - CAN)는 각각 다수의 저장 셀(SC), 제1로컬 라인(L1_1 - L1_N) 및 제2로컬 라인(L2_1 - L2_N)를 포함할 수 있다. 저장 셀(SC)은 가변 저항 소자(R) 및 선택소자(S)를 포함할 수 있다. 가변 저항 소자(R)는 양단에 흐르는 스위칭 전류에 응답하여 상태가 스위칭되며, 각 상태에 대응하는 저항값을 가질 수 있다. 보다 자세히 살펴보면 가변 저항 소자(R)는 제1저항값을 가지는 제1상태 또는 제1저항값보다 높은 제2저항값을 가지는 제2상태를 가질 수 있다. 가변 저항 소자(R)는 제1스위칭 전류(SW_I1)를 흘리면 제1상태로 스위칭 되고, 제1스위칭 전류(SW_I1)보다 큰 제2스위칭 전류(SW_I2)를 흘리면 제2상태로 스위칭될 수 있다.The one or more cell arrays CA1 to CAN may each include a plurality of storage cells SC, a first local line L1_1 to L1_N and a second local line L2_1 to L2_N. The storage cell SC may include a variable resistance element R and a selection element S. [ The variable resistive element R is switched in response to a switching current flowing at both ends, and can have a resistance value corresponding to each state. In more detail, the variable resistive element R may have a first state having a first resistance value or a second state having a second resistance value higher than the first resistance value. The variable resistive element R may be switched to the first state when the first switching current SW_I1 is supplied and switched to the second state when the second switching current SW_I2 is greater than the first switching current SW_I1.

제1상태는 상술한 저저항 상태에 대응하는 제2상태는 상술한 고저항 상태에 대응할 수 있다. 가변 저항 소자(R)의 제1상태를 로우 데이터가 저장된 상태로 정의하고, 제2상태를 하이 데이터가 저장된 상태로 정의할 수 있다. 또는 가변 저항 소자(R)의 제1상태를 하이 데이터가 저장된 상태로 정의하고, 제2상태를 로우 데이터가 저장된 상태로 정의할 수 있다. 이하에서는 전자의 경우를 예로 들어 설명한다.The first state may correspond to the above-described high resistance state, and the second state corresponding to the above-described low resistance state. The first state of the variable resistive element R may be defined as a state in which row data is stored and the second state may be defined as a state in which high data is stored. Alternatively, the first state of the variable resistive element R may be defined as a state in which high data is stored, and the second state may be defined as a state in which row data is stored. Hereinafter, the former case will be described as an example.

각 저장 셀(SC)의 선택소자(S)는 대응하는 워드라인(WL1 - WLM)과 연결되고, 대응하는 워드라인(WL1 - WLM)이 액티브된 경우 턴온되고, 대응하는 워드라인(WL1 - WLM)이 프리차지(디액티브)된 경우 턴오프될 수 있다. 각 저장 셀(SC)의 일단에는 대응하는 제1로컬 라인(L1_1 - L1_N)이 연결되고, 타단에는 제2로컬 라인(L2_1 - L2_N)이 연결될 수 있다.The selection elements S of each storage cell SC are connected to the corresponding word lines WL1 to WLM and are turned on when the corresponding word lines WL1 to WLM are activated and the corresponding word lines WL1 to WLM ) Is precharged (deactivated). The corresponding first local lines L1_1 to L1_N may be connected to one end of each storage cell SC and the second local lines L2_1 to L2_N may be connected to the other end thereof.

각 제1로컬 라인(L1_1 - L1_N)은 대응하는 제1선택소자(ST1_1 - ST1_N)를 통해 제1글로벌 라인(GL1)과 연결되고, 각 제2로컬 라인(L2_1 - L2_N)은 대응하는 제2선택소자(ST2_1 - ST2_N)를 통해 제2글로벌 라인(GL2)과 연결될 수 있다. 각 제1선택소자(ST1_1 - ST1_N) 및 제2선택소자(ST2_1 - ST2_N)는 하나 이상의 선택신호(LYSW<1:N>) 중 대응하는 선택신호가 활성화되면 턴온될 수 있다.Each of the first local lines L1_1 to L1_N is connected to the first global line GL1 through the corresponding first selectors ST1_1 to ST1_N and each of the second local lines L2_1 to L2_N is connected to the corresponding second And can be connected to the second global line GL2 through the selection devices ST2_1 to ST2_N. Each of the first selectors ST1_1 to ST1_N and the second selectors ST2_1 to ST2_N may be turned on when a corresponding one of the one or more select signals LYSW <1: N> is activated.

제1선택소자(ST1_1 - ST1_N) 및 제2선택소자(ST2_1 - ST2_N)는 문턱전압이 서로 다른 레벨을 가지도록 설정될 수 있다. 도 3의 설명에서 상술한 바와 같이, 제1선택소자(ST1_1 - ST1_N) 및 제2선택소자(ST2_1 - ST2_N)의 문턱전압은 제소과정에서 다르게 제조되거나 백바이어스 전압(VBB1, VBB2)의 조절을 통해 다르게 설정될 수 있다. 제1선택소자(ST1_1 - ST1_N)의 문턱전압은 제1전압이고, 제2선택소자(ST2_1 - ST2_N)의 문턱전압은 제1전압보다 높은 제2전압일 수 있다.The first selectors ST1_1 to ST1_N and the second selectors ST2_1 to ST2_N may be set to have different threshold voltages. 3, the threshold voltages of the first selectors ST1_1-ST1_N and the second selectors ST2_1-ST2_N may be differently manufactured during the process or may be adjusted by adjusting the back bias voltages VBB1 and VBB2 Can be set differently. The threshold voltages of the first selectors ST1_1 to ST1_N may be a first voltage and the threshold voltages of the second selectors ST2_1 to ST2_N may be a second voltage higher than the first voltage.

워드라인 제어부(510)는 워드라인 선택 정보(SEL_WL<0:A>)에 응답하여 다수의 워드라인(WL1 - WLM) 중 선택된 워드라인을 액티브할 수 있다. 워드라인 제어부(510)는 선택된 워드라인에 연결된 선택소자들(S)을 턴온시키기 위한 전압을 선택된 워드라인에 인가할 수 있다.The word line control unit 510 may activate the selected one of the plurality of word lines WL1 to WLM in response to the word line selection information SEL_WL <0: A>. The word line control unit 510 may apply a voltage to the selected word line to turn on the selection elements S connected to the selected word line.

기준 저항 소자(REF_R)는 제1저항값과 제2저항값의 사이의 저항값을 가지고, 리드 동작시 활성화되는 리드 인에이블 신호(RDEN)에 응답하여 온/오프되는 연결 소자(RT)를 통해 액세스 제어부(520)와 연결될 수 있다.The reference resistance element REF_R has a resistance value between the first resistance value and the second resistance value and is connected to the connection element RT which is turned on / off in response to the read enable signal RDEN activated in the read operation And may be connected to the access control unit 520.

액세스 제어부(520)는 라이트 신호(WT)가 활성화되면 라이트할 데이터(W_DATA)에 의해 결정되는 방향으로 선택된 저장 셀(SC)에 스위칭 전류를 흘릴 수 있다. 예를 들어 액세스 제어부(520)는 로우 데이터를 라이트하는 경우 선택된 저장 셀(SC)을 통해 제2글로벌 라인(GL2)에서 제1글로벌 라인(GL1)으로 제1스위칭 전류(SW_I1)가 흐르도록 제2글로벌 라인(GL2)에 높은 전압, 제1글로벌 라인(GL1)에 낮은 전압을 인가할 수 있다. 액세스 제어부(520)는 하이 데이터를 라이트하는 경우 선택된 저장 셀(SC)을 통해 제1글로벌 라인(GL1)에서 제2글로벌 라인(GL2)으로 제2스위칭 전류(SW_I2)가 흐르도록 제1글로벌 라인(GL1)에 높은 전압, 제2글로벌 라인(GL2)에 낮은 전압을 인가할 수 있다.The access control unit 520 can pass the switching current to the storage cell SC selected in the direction determined by the data W_DATA to be written when the write signal WT is activated. For example, when the row data is written, the access control unit 520 controls the first and second global lines GL1 and GL2 so that the first switching current SW_I1 flows from the second global line GL2 to the first global line GL1 through the selected storage cell SC. 2 can apply a high voltage to the global line GL2 and a low voltage to the first global line GL1. The access control unit 520 controls the first global line GL1 so that the second switching current SW_I2 flows from the first global line GL1 to the second global line GL2 through the selected storage cell SC, It is possible to apply a high voltage to the first global line GL1 and a low voltage to the second global line GL2.

액세스 제어부(520)는 리드 신호(RD)가 활성화되면 선택된 저장 셀(SC)의 가변 저항 소자(R)의 저항값과 기준 저항 소자(REF_R)의 저항값을 비교하여, 선택된 저장 셀(SC)에 저장된 데이터를 리드하여 출력(R_DATA)할 수 있다. 예를 들어, 상술한 제1상태가 로우 데이터를 저장한 상태이고 제2상태가 하이 데이터를 저장한 상태인 경우, 액세스 제어부(520)는 선택된 저장 셀(SC)의 가변 저항 소자(R)의 저항값이 기준 저항 소자(REF_R)의 저항값보다 작으면 로우 데이터를 출력(R_DATA)하고, 선택된 저장 셀(SC)의 가변 저항 소자(R)의 저항값이 기준 저항 소자(REF_R)의 저항값보다 크면 하이 데이터를 출력(R_DATA)할 수 있다. The access control unit 520 compares the resistance value of the variable resistive element R of the selected storage cell SC with the resistance value of the reference resistance element REF_R when the read signal RD is activated, And can output (R_DATA) the read data. For example, when the first state stores the row data and the second state stores the high data, the access control unit 520 determines whether the variable resistance element R of the selected storage cell SC When the resistance value is smaller than the resistance value of the reference resistance element REF_R, the row data is output (R_DATA), and the resistance value of the variable resistance element R of the selected storage cell SC becomes the resistance value of the reference resistance element REF_R High data can be output (R_DATA).

이를 위해 액세스 제어부(520)는 리드 신호(RD)가 활성화되면 제1글로벌 라인(GL1)에 높은 전압, 제2글로벌 라인(GL2)에 낮은 전압은 인가하여 저장 셀(SC)을 통해 제1글로벌 라인(GL1)에서 제2글로벌 라인(GL2)으로 리드 전류(RD_I)를 흘리고, 기준 저항 소자(REF_R)에 기준전류(REF_I)를 흘릴 수 있다.To this end, the access control unit 520 applies a high voltage to the first global line GL1 and a low voltage to the second global line GL2 when the read signal RD is activated, The read current RD_I can flow from the line GL1 to the second global line GL2 and the reference current REF_I can flow through the reference resistance element REF_R.

선택된 저장 셀(SC)에 대한 리드/라이트 동작은 도 3의 저장 셀(310)에 대한 리드/라이트 동작과 동일할 수 있다. 여기서 도 5의 제1글로벌 라인(GL1) 및 제2글로벌 라인(GL2)은 각각 도 3의 제1라인(LINE1) 및 제2라인(LINE2)에 대응할 수 있다. 선택되지 않은 셀 어레이들의 경우 제2선택소자(ST2_1 - ST2_N)가 문턱전압이 높으므로 효과적으로 누설 전류를 차단할 수 있다. 또한 리드/라이트 동작시 보다 낮은 전압으로 구동되는 제2글로벌 라인(GL2)에 연결된 제2선택소자(ST2_1 - ST2_N)의 문턱전압을 높여서 리드 마진이 줄어드는 것을 최소화하고, 라이트 동작시 효율적으로 스위칭 전류를 흘릴 수 있다.
The read / write operation for the selected storage cell SC may be the same as the read / write operation for the storage cell 310 of FIG. The first global line GL1 and the second global line GL2 of FIG. 5 may correspond to the first line LINE1 and the second line LINE2 of FIG. 3, respectively. In the case of unselected cell arrays, since the second selectors ST2_1 to ST2_N have high threshold voltages, the leakage current can be effectively blocked. In addition, the threshold voltage of the second selection elements ST2_1 to ST2_N connected to the second global line GL2 driven at a lower voltage in the read / write operation is increased to minimize the reduction of the lead margin, Lt; / RTI &gt;

도 6 및 도 7은 제1선택소자(320) 및 제2선택소자(330)가 MOS트랜지스터인 경우 선택소자의 문턱전압을 다르게 제조하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.FIGS. 6 and 7 are diagrams for explaining a method of manufacturing a threshold voltage of a selection element differently when the first selection element 320 and the second selection element 330 are MOS transistors.

도 6은 매립형 게이트를 갖는 트랜지스터의 단면도의 일 예이다.6 is an example of a cross-sectional view of a transistor having a buried gate.

도 6에는 액티브 영역(640B)를 공유하는 매립형 게이트(610A, 610B)를 갖는 2개의 트랜지스터의 단면도를 도시하였다. 도 6에 도시된 바와 같이, 트랜지스터들(T1, T2)은 액티브 영역(640B)을 공유할 수 있다. 게이트(610A, 610B)의 주변에는 각각 게이트 절연막(620A, 620B)가 형성되고, 게이트(610A, 610B)의 상부에는 게이트 보호막(630A, 630B)이 형성될 수 있다. 각 트랜지스터(T1, T2)는 기판(600) 상에 형성될 수 있다.6 shows a cross-sectional view of two transistors having buried gates 610A and 610B sharing an active region 640B. As shown in FIG. 6, the transistors T1 and T2 may share the active region 640B. Gate insulating films 620A and 620B may be formed around the gates 610A and 610B and gate protective films 630A and 630B may be formed on the gates 610A and 610B. Each of the transistors T1 and T2 may be formed on the substrate 600. [

먼저, 트랜지스터(T1, T2)의 문턱전압은 게이트(610A, 620B) 사이의 거리(D1)에 따라 달라질 수 있다. 보다 자세히 살펴보면, 트랜지스터(T1, T2)의 문턱전압은 게이트(610A, 620B) 사이의 거리(D1)가 좁아질수록 높아지고, 게이트(610A, 620B) 사이의 거리(D1)가 넓어질수록 낮아질 수 있다.First, the threshold voltages of the transistors T1 and T2 may vary according to the distance D1 between the gates 610A and 620B. More specifically, the threshold voltages of the transistors T1 and T2 become higher as the distance D1 between the gates 610A and 620B becomes narrower and lower as the distance D1 between the gates 610A and 620B becomes wider have.

따라서 트랜지스터(T1, T2)가 제1선택소자(320)인 경우 'D1'을 상대적으로 넓게 제조하고, 트랜지스터(T1, T2)가 제2선택소자(330)인 경우 'D1'을 상대적으로 좁게 제조하여 제2선택소자(330)의 문턱전압이 제1선택소자(320)의 문턱전압보다 높아지게 할 수 있다.Therefore, when the transistors T1 and T2 are the first selection device 320, 'D1' is relatively wider and when the transistors T1 and T2 are the second selection device 330, 'D1' is relatively narrow So that the threshold voltage of the second selection device 330 can be made higher than the threshold voltage of the first selection device 320.

다음으로 트랜지스터(T1, T2)의 문턱전압은 액티브 영역(640A, 640B, 640C)의 도핑농도에 따라 달라질 수 있다. 보다 자세히 살펴보면, 트랜지스터(T1, T2)의 문턱전압은 액티브 영역(640A, 640B, 640C)의 도핑농도가 높아질수록 낮아지고, 액티브 영역(640A, 640B, 640C)의 도핑농도가 낮아질수록 높아질 수 있다.Next, the threshold voltages of the transistors T1 and T2 may be varied depending on the doping concentration of the active regions 640A, 640B, and 640C. More specifically, the threshold voltages of the transistors T1 and T2 decrease as the doping concentration of the active regions 640A, 640B, and 640C increases, and may increase as the doping concentrations of the active regions 640A, 640B, and 640C decrease .

따라서 트랜지스터(T1, T2)가 제1선택소자(320)인 경우 액티브 영역(640A, 640B, 640C)의 도핑농도를 상대적으로 높이고, 트랜지스터(T1, T2)가 제2선택소자(330)인 경우 액티브 영역(640A, 640B, 640C)의 도핑농도를 상대적으로 낮추어 제2선택소자(330)의 문턱전압이 제1선택소자(320)의 문턱전압보다 높아지게 할 수 있다.The doping concentration of the active regions 640A, 640B and 640C is relatively increased when the transistors T1 and T2 are the first selection element 320 and the doping concentration of the active regions 640A, 640B and 640C is relatively increased when the transistors T1 and T2 are the second selection element 330 The doping concentration of the active regions 640A, 640B, and 640C may be relatively lowered so that the threshold voltage of the second selection device 330 may be higher than the threshold voltage of the first selection device 320. [

마지막으로 트랜지스터(T1, T2)의 문턱전압은 게이트(610A, 620B)의 폭(W1, W2)에 따라 달라질 수 있다. 보다 자세히 살펴보면, 트랜지스터(T1, T2)의 문턱전압은 게이트(610A, 620B)의 폭(W1, W2)이 넓어질수록 높아지고, 게이트(610A, 620B)의 폭(W1, W2)가 좁아질수록 낮아질 수 있다.Finally, the threshold voltages of the transistors T1 and T2 may vary depending on the widths W1 and W2 of the gates 610A and 620B. More specifically, the threshold voltages of the transistors T1 and T2 increase as the widths W1 and W2 of the gates 610A and 620B increase, and as the widths W1 and W2 of the gates 610A and 620B decrease, Can be lowered.

따라서 트랜지스터(T1, T2)가 제1선택소자(320)인 경우 'W1', 'W2'을 상대적으로 좁게 제조하고, 트랜지스터(T1, T2)가 제2선택소자(330)인 경우 'W1', 'W2'을 상대적으로 넓게 제조하여 제2선택소자(330)의 문턱전압이 제1선택소자(320)의 문턱전압보다 높아지게 할 수 있다.
Therefore, 'W1' and 'W2' are fabricated relatively narrow when the transistors T1 and T2 are the first selection device 320 and 'W1' and 'W2' when the transistors T1 and T2 are the second selection device 330, And 'W2' may be relatively wider so that the threshold voltage of the second selection device 330 may be higher than the threshold voltage of the first selection device 320. [

도 7은 트랜지스터의 단면도의 일 예이다.7 is an example of a cross-sectional view of a transistor.

도 7에는 일반적인 게이트(710)를 갖는 1개의 트랜지스터의 단면도를 도시하였다. 도 6에 도시된바와 같이, 트랜지스터는 기판(700)상에 형성될 수 있다. 또한 게이트(710)의 하부에는 게이트 절연막(730)이 형성되고, 각각의 액티브 영역(720A, 720B)은 대응하는 컨택(740A, 740B)를 통해 다른 구성(도 7에 미도시 됨)와 연결될 수 있다.FIG. 7 shows a cross-sectional view of one transistor having a general gate 710. FIG. As shown in FIG. 6, a transistor may be formed on the substrate 700. A gate insulating film 730 is formed under the gate 710 and each of the active regions 720A and 720B can be connected to other structures (not shown in FIG. 7) through the corresponding contacts 740A and 740B have.

트랜지스터의 문턱전압은 게이트(710)와 컨택(740A, 740B) 사이의 거리(D1, D2)에 따라 달라질 수 있다. 보다 자세히 살펴보면, 트랜지스터의 문턱전압은 게이트(710)와 컨택(740A, 740B) 사이의 거리(D1, D2)가 길수록 높아지고, 게이트(710)와 컨택(740A, 740B) 사이의 거리(D1, D2)가 짧을수록 낮아질 수 있다.The threshold voltage of the transistor may vary depending on the distance D1, D2 between the gate 710 and the contacts 740A, 740B. The threshold voltage of the transistor increases as the distance D1 and D2 between the gate 710 and the contacts 740A and 740B increases and the distance D1 and D2 between the gate 710 and the contacts 740A and 740B ) Can be lowered.

따라서 트랜지스터(T1, T2)가 제1선택소자(320)인 경우 'D1', 'D2'를 상대적으로 짧게 제조하고, 트랜지스터(T1, T2)가 제2선택소자(330)인 경우 'D1', 'D2'를 상대적으로 길게 제조하여 제2선택소자(330)의 문턱전압이 제1선택소자(320)의 문턱전압보다 높아지게 할 수 있다.
D1 'and' D2 'are relatively short when the transistors T1 and T2 are the first selection device 320 and' D1 'and' D1 'when the transistors T1 and T2 are the second selection device 330. Therefore, And 'D2' may be relatively long, so that the threshold voltage of the second selection device 330 can be made higher than the threshold voltage of the first selection device 320.

전술한 실시예들의 메모리 회로 또는 반도체 장치는 다양한 장치 또는 시스템에 이용될 수 있다. 도 8 내지 도 12는 전술한 실시예들의 메모리 회로 또는 반도체 장치를 구현할 수 있는 장치 또는 시스템의 몇몇 예시들을 나타낸다.
The memory circuit or semiconductor device of the above embodiments may be used in various devices or systems. Figures 8-12 illustrate some examples of devices or systems capable of implementing a memory circuit or a semiconductor device of the embodiments described above.

도 8는 본 발명의 일 실시예에 따른 메모리 장치를 구현하는 마이크로 프로세서의 구성도의 일 예이다.8 is a block diagram of a microprocessor for implementing a memory device according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 마이크로프로세서(1000)는 다양한 외부 장치로부터 데이터를 받아서 처리한 후 그 결과를 외부 장치로 보내는 일련의 과정을 제어하고 조정하는 일을 수행할 수 있으며, 기억부(1010), 연산부(1020), 제어부(1030) 등을 포함할 수 있다. 마이크로프로세서(1000)는 중앙 처리 장치(Central Processing Unit; CPU), 그래픽 처리 장치(Graphic Processing Unit; GPU), 디지털 신호 처리 장치(Digital Signal Processor; DSP), 어플리케이션 프로세서(Application Processor; AP) 등 각종 데이터 처리 장치 일 수 있다.Referring to FIG. 8, the microprocessor 1000 can control and adjust a series of processes of receiving data from various external devices, processing the data, and transmitting the result to an external device. The storage unit 1010, An operation unit 1020, a control unit 1030, and the like. The microprocessor 1000 may be any of a variety of devices such as a central processing unit (CPU), a graphic processing unit (GPU), a digital signal processor (DSP), an application processor Data processing apparatus.

기억부(1010)는 프로세서 레지스터(Processor register), 레지스터(Register) 등으로, 마이크로프로세서(1000) 내에서 데이터를 저장하는 부분일 수 있고, 데이터 레지스터, 주소 레지스터, 부동 소수점 레지스터 등을 포함할 수 있으며 이외에 다양한 레지스터를 포함할 수 있다. 기억부(1010)는 연산부(1020)에서 연산을 수행하는 데이터나 수행결과 데이터, 수행을 위한 데이터가 저장되어 있는 주소를 일시적으로 저장하는 역할을 수행할 수 있다.The storage unit 1010 may be a processor register, a register or the like and may store data in the microprocessor 1000 and may include a data register, an address register, a floating point register, And may include various registers. The storage unit 1010 may temporarily store data for performing operations in the operation unit 1020, addresses for storing execution result data, and data for execution.

기억부(1010)는 전술한 메모리 장치의 실시예들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기억부(1010)는 가변 저항 소자를 포함하는 저장 셀; 상기 저장 셀의 일단에 연결되고, 문턱전압이 제1전압인 제1선택소자; 및 상기 저장 셀의 타단에 연결되고, 문턱전압이 상기 제1전압보다 큰 제2전압인 제2선택소자를 포함할 수 있다. 이를 통해 기억부(1010)의 리드/라이트 마진을 증가시키고, 기억부(1010)의 내부에 발생하는 누설 전류를 줄임으로써 기억부(1010)의 소모 전류 및 소모 전력을 줄일 수 있다. 결과적으로, 마이크로 프로세서(1000)의 동작속도 및 안정성을 향상시키고 소모 전류 및 소모 전력을 줄일 수 있다.The storage unit 1010 may include one or more of the above-described embodiments of the memory device. For example, the storage unit 1010 may include a storage cell including a variable resistive element; A first selection device coupled to one end of the storage cell, the first selection device having a threshold voltage of a first voltage; And a second selection device coupled to the other end of the storage cell, the second selection device having a threshold voltage greater than the first voltage. Thus, the consumption current and the consumption power of the storage unit 1010 can be reduced by increasing the read / write margin of the storage unit 1010 and reducing the leakage current generated in the storage unit 1010. As a result, it is possible to improve the operation speed and stability of the microprocessor 1000 and to reduce the consumed current and power consumption.

연산부(1020)는 제어부(1030)가 명령을 해독한 결과에 따라서 여러 가지 사칙 연산 또는 논리 연산을 수행할 수 있다. 연산부(1020)는 하나 이상의 산술 논리 연산 장치(Arithmetic and Logic Unit; ALU) 등을 포함할 수 있다.The operation unit 1020 can perform various arithmetic operations or logical operations according to the result of decoding the instruction by the control unit 1030. [ The operation unit 1020 may include one or more arithmetic and logic units (ALUs) and the like.

제어부(1030)는 기억부(1010), 연산부(1020), 마이크로프로세서(1000)의 외부 장치 등으로부터 신호를 수신하고, 명령의 추출이나 해독, 마이크로프로세서(1000)의 신호 입출력의 제어 등을 수행하고, 프로그램으로 나타내어진 처리를 실행할 수 있다.The control unit 1030 receives a signal from a storage unit 1010, an operation unit 1020 and an external device of the microprocessor 1000 and performs extraction and decoding of the instruction and control of signal input / output of the microprocessor 1000 , And can execute the processing represented by the program.

본 실시예에 따른 마이크로프로세서(1000)는 기억부(1010) 이외에 외부 장치로부터 입력되거나 외부 장치로 출력할 데이터를 임시 저장할 수 있는 캐시 메모리부(1040)를 추가로 포함할 수 있다. 이 경우 캐시 메모리부(1040)는 버스 인터페이스(1050)를 통해 기억부(1010), 연산부(1020) 및 제어부(1030)와 데이터를 주고 받을 수 있다.
The microprocessor 1000 according to the present embodiment may further include a cache memory unit 1040 that can input data input from an external device or temporarily store data to be output to an external device. In this case, the cache memory unit 1040 can exchange data with the storage unit 1010, the operation unit 1020, and the control unit 1030 through the bus interface 1050.

도 9은 본 발명의 일 실시예에 메모리 장치를 구현하는 프로세서의 구성도의 일 예이다.9 is an example of a configuration diagram of a processor that implements a memory device in an embodiment of the present invention.

도 9을 참조하면, 프로세서(1100)는 다양한 외부 장치로부터 데이터를 받아서 처리한 후 그 결과를 외부 장치로 보내는 일련의 과정을 제어하고 조정하는 일을 수행하는 마이크로프로세서의 기능 이외에 다양한 기능을 포함하여 성능 향상 및 다기능을 구현할 수 있다. 프로세서(1100)는 마이크로프로세서의 역할을 하는 코어부(1110), 데이터를 임시 저장하는 역할을 하는 캐시 메모리부(1120) 및 내부와 외부 장치 사이의 데이터 전달을 위한 버스 인터페이스(1430)를 포함할 수 있다. 프로세서(1100)는 멀티 코어 프로세서(Multi Core Processor), 그래픽 처리 장치(Graphic Processing Unit; GPU), 어플리케이션 프로세서(Application Processor; AP) 등과 같은 각종 시스템 온 칩(System on Chip; SoC)을 포함할 수 있다.9, the processor 1100 includes various functions in addition to the functions of a microprocessor for controlling and adjusting a series of processes of receiving and processing data from various external devices and then transmitting the result to an external device Performance, and versatility. The processor 1100 includes a core unit 1110 serving as a microprocessor, a cache memory unit 1120 serving to temporarily store data, and a bus interface 1430 for transferring data between the internal and external devices . The processor 1100 may include various system on chips (SoCs) such as a multi core processor, a graphics processing unit (GPU), an application processor (AP) have.

본 실시예의 코어부(1110)는 외부 장치로부터 입력된 데이터를 산술 논리 연산하는 부분으로, 기억부(1111), 연산부(1112) 및 제어부(1113)를 포함할 수 있다.The core unit 1110 of the present embodiment is a part for performing arithmetic logic operations on data input from an external apparatus and may include a storage unit 1111, an operation unit 1112, and a control unit 1113. [

기억부(1111)는 프로세서 레지스터(Processor register), 레지스터(Register) 등으로, 프로세서(1100) 내에서 데이터를 저장하는 부분일 수 있고, 데이터 레지스터, 주소 레지스터, 부동 소수점 레지스터 등를 포함할 수 있으며 이외에 다양한 레지스터를 포함할 수 있다. 기억부(1111)는 연산부(1112)에서 연산을 수행하는 데이터나 수행결과 데이터, 수행을 위한 데이터가 저장되어 있는 주소를 일시적으로 저장하는 역할을 수행할 수 있다. 연산부(1112)는 프로세서(1100)의 내부에서 연산을 수행하는 부분으로, 제어부(1113)가 명령을 해독한 결과에 따라서 여러 가지 사칙 연산, 논리 연산 등을 수행할 수 있다. 연산부(1112)는 하나 이상의 산술 논리 연산 장치(Arithmetic and Logic Unit; ALU) 등을 포함할 수 있다. 제어부(1113)는 기억부(1111), 연산부(1112), 프로세서(1100)의 외부 장치 등으로부터 신호를 수신하고, 명령의 추출이나 해독, 프로세서(1100)의 신호 입출력의 제어 등을 수행하고, 프로그램으로 나타내어진 처리를 실행할 수 있다.The storage unit 1111 may be a processor register, a register or the like and may store data in the processor 1100 and may include a data register, an address register, a floating point register, It may contain various registers. The storage unit 1111 may temporarily store an address in which data for performing an operation, execution result data, and data for execution in the operation unit 1112 are stored. The arithmetic operation unit 1112 performs arithmetic operations in the processor 1100. The arithmetic operation unit 1112 can perform various arithmetic operations and logical operations according to the result of decoding the instructions by the control unit 1113. [ The operation unit 1112 may include one or more arithmetic and logic units (ALUs) and the like. The control unit 1113 receives signals from a storage unit 1111, an operation unit 1112, an external device of the processor 1100, etc., extracts or decodes a command, controls signal input / output by the processor 1100, The processing represented by the program can be executed.

캐시 메모리부(1120)는 고속으로 동작하는 코어부(1110)와 저속으로 동작하는 외부 장치 사이의 데이터 처리 속도 차이를 보완하기 위해 임시로 데이터를 저장하는 부분으로, 1차 저장부(1121), 2차 저장부(1122) 및 3차 저장부(1123)를 포함할 수 있다. 일반적으로 캐시 메모리부(1120)는 1차, 2차 저장부(1121, 1122)를 포함하며 고용량이 필요할 경우 3차 저장부(1123)를 포함할 수 있으며, 필요시 더 많은 저장부를 포함할 수 있다. 즉 캐시 메모리부(1120)가 포함하는 저장부의 개수는 설계에 따라 달라질 수 있다. 여기서, 1차, 2차, 3차 저장부(1121, 1122, 1123)의 데이터 저장 및 판별하는 처리 속도는 같을 수도 있고 다를 수도 있다. 각 저장부의 처리 속도가 다른 경우, 1차 저장부의 속도가 제일 빠를 수 있다. 캐시 메모리부(1120)의 1차 저장부(1121), 2차 저장부(1122) 및 3차 저장부(1123) 중 하나 이상의 저장부는 전술한 메모리 장치의 실시예들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 캐시 메모리부(1120)는 가변 저항 소자를 포함하는 저장 셀; 상기 저장 셀의 일단에 연결되고, 문턱전압이 제1전압인 제1선택소자; 및 상기 저장 셀의 타단에 연결되고, 문턱전압이 상기 제1전압보다 큰 제2전압인 제2선택소자를 포함할 수 있다. 이를 통해 캐시 메모리부(1120)의 리드/라이트 마진을 증가시키고, 캐시 메모리부(1120)의 내부에 발생하는 누설 전류를 줄임으로써 캐시 메모리부(1120)의 소모 전류 및 소모 전력을 줄일 수 있다. 결과적으로, 프로세서(1100)의 동작속도 및 안정성을 향상시키고 소모 전류 및 소모 전력을 줄일 수 있다.The cache memory unit 1120 temporarily stores data to compensate for a difference in data processing speed between the core unit 1110 operating at a high speed and an external device operating at a low speed. The cache memory unit 1120 includes a primary storage unit 1121, A secondary storage unit 1122, and a tertiary storage unit 1123. In general, the cache memory unit 1120 includes a primary storage unit 1121 and a secondary storage unit 1122, and may include a tertiary storage unit 1123 when a high capacity is required. have. That is, the number of storage units included in the cache memory unit 1120 may vary depending on the design. Here, the processing speeds for storing and discriminating data in the primary, secondary, and tertiary storage units 1121, 1122, and 1123 may be the same or different. If the processing speed of each storage unit is different, the speed of the primary storage unit may be the fastest. One or more of the primary storage unit 1121, the secondary storage unit 1122 and the tertiary storage unit 1123 of the cache memory unit 1120 may include one or more of the embodiments of the above- have. For example, the cache memory unit 1120 may include a storage cell including a variable resistive element; A first selection device coupled to one end of the storage cell, the first selection device having a threshold voltage of a first voltage; And a second selection device coupled to the other end of the storage cell, the second selection device having a threshold voltage greater than the first voltage. The read current and the power consumption of the cache memory unit 1120 can be reduced by increasing the read / write margin of the cache memory unit 1120 and reducing the leakage current generated in the cache memory unit 1120. As a result, the operating speed and stability of the processor 1100 can be improved, and the consumed current and power consumption can be reduced.

도 9에는 1차, 2차, 3차 저장부(1121, 1122, 1123)가 모두 캐시 메모리부(1120)의 내부에 구성된 경우를 도시하였으나, 캐시 메모리부(1120)의 1차, 2차, 3차 저장부(1121, 1122, 1123)는 모두 코어부(1110)의 외부에 구성되어 코어부(1110)와 외부 장치간의 처리 속도 차이를 보완할 수 있다. 또는, 캐시 메모리부(1120)의 1차 저장부(1121)는 코어부(1110)의 내부에 위치할 수 있고, 2차 저장부(1122) 및 3차 저장부(1123)는 코어부(1110)의 외부에 구성되어 처리 속도 차이의 보완 기능이 보다 강화될 수 있다. 또는, 1차, 2차 저장부(1121, 1122)는 코어부(1110)의 내부에 위치할 수 있고, 3차 저장부(1123)는 코어부(1110)의 외부에 위치할 수 있다. 9 shows the case where the primary, secondary, and tertiary storage units 1121, 1122, and 1123 are all configured in the cache memory unit 1120. However, the primary, secondary, and tertiary storage units 1121, The tertiary storage units 1121, 1122, and 1123 are all formed outside the core unit 1110 to compensate for the difference in processing speed between the core unit 1110 and the external apparatus. Alternatively, the primary storage unit 1121 of the cache memory unit 1120 may be located inside the core unit 1110, and the secondary storage unit 1122 and the tertiary storage unit 1123 may be located inside the core unit 1110 So that the function of compensating the processing speed difference can be further strengthened. Alternatively, the primary and secondary storage units 1121 and 1122 may be located inside the core unit 1110, and the tertiary storage unit 1123 may be located outside the core unit 1110.

버스 인터페이스(1430)는 코어부(1110), 캐시 메모리부(1120) 및 외부 장치를 연결하여 데이터를 효율적으로 전송할 수 있게 해주는 부분이다.The bus interface 1430 connects the core unit 1110, the cache memory unit 1120, and an external device, thereby enabling efficient transmission of data.

본 실시예에 따른 프로세서(1100)는 다수의 코어부(1110)를 포함할 수 있으며 다수의 코어부(1110)가 캐시 메모리부(1120)를 공유할 수 있다. 다수의 코어부(1110)와 캐시 메모리부(1120)는 직접 연결되거나, 버스 인터페이스(1430)를 통해 연결될 수 있다. 다수의 코어부(1110)는 모두 상술한 코어부의 구성과 동일하게 구성될 수 있다. 프로세서(1100)가 다수의 코어부(1110)를 포함할 경우, 캐시 메모리부(1120)의 1차 저장부(1121)는 다수의 코어부(1110)의 개수에 대응하여 각각의 코어부(1110) 내에 구성되고 2차 저장부(1122)와 3차 저장부(1123)는 다수의 코어부(1110)의 외부에 버스 인터페이스(1130)를 통해 공유되도록 구성될 수 있다. 여기서, 1차 저장부(1121)의 처리 속도가 2차, 3차 저장부(1122, 1123)의 처리 속도보다 빠를 수 있다. 다른 실시예에서, 1차 저장부(1121)와 2차 저장부(1122)는 다수의 코어부(1110)의 개수에 대응하여 각각의 코어부(1110) 내에 구성되고, 3차 저장부(1123)는 다수의 코어부(1110) 외부에 버스 인터페이스(1130)를 통해 공유되도록 구성될 수 있다.The processor 1100 according to the present embodiment may include a plurality of core units 1110 and a plurality of core units 1110 may share the cache memory unit 1120. The plurality of core units 1110 and the cache memory unit 1120 may be directly connected or may be connected through a bus interface 1430. The plurality of core portions 1110 may all have the same configuration as the core portion described above. When the processor 1100 includes a plurality of core units 1110, the primary storage unit 1121 of the cache memory unit 1120 includes a plurality of core units 1110 corresponding to the number of the plurality of core units 1110, And the secondary storage unit 1122 and the tertiary storage unit 1123 may be configured to be shared within the plurality of core units 1110 through a bus interface 1130. [ Here, the processing speed of the primary storage unit 1121 may be faster than the processing speed of the secondary and tertiary storage units 1122 and 1123. In another embodiment, the primary storage unit 1121 and the secondary storage unit 1122 are configured in the respective core units 1110 corresponding to the number of the plurality of core units 1110, and the tertiary storage unit 1123 May be configured to be shared by a plurality of core units 1110 via a bus interface 1130. [

본 실시예에 따른 프로세서(1100)는 데이터를 저장하는 임베디드(Embedded) 메모리부(1140), 외부 장치와 유선 또는 무선으로 데이터를 송수신할 수 있는 통신모듈부(1150), 외부 기억 장치를 구동하는 메모리 컨트롤부(1160), 외부 인터페이스 장치에 프로세서(1100)에서 처리된 데이터나 외부 입력장치에서 입력된 데이터를 가공하고 출력하는 미디어처리부(1170) 등을 추가로 포함할 수 있으며, 이 이외에도 다수의 모듈과 장치를 포함할 수 있다. 이 경우 추가된 다수의 모듈들은 버스 인터페이스(1130)를 통해 코어부(1110), 캐시 메모리부(1120) 및 상호간 데이터를 주고 받을 수 있다. The processor 1100 according to the present embodiment includes an embedded memory unit 1140 that stores data, a communication module unit 1150 that can transmit and receive data wired or wirelessly with an external apparatus, A memory control unit 1160, a media processing unit 1170 for processing data output from the processor 1100 or data input from an external input device to the external interface device, and the like. Modules and devices. In this case, a plurality of modules added to the core unit 1110, the cache memory unit 1120, and mutual data can be exchanged through the bus interface 1130.

여기서 임베디드 메모리부(1140)는 휘발성 메모리뿐만 아니라 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 휘발성 메모리는 DRAM(Dynamic Random Access Memory), Moblie DRAM, SRAM(Static Random Access Memory), 및 이와 유사한 기능을 하는 메모리 등을 포함할 수 있으며, 비휘발성 메모리는 ROM(Read Only Memory), NOR Flash Memory, NAND Flash Memory, PRAM(Phase Change Random Access Memory), RRAM(Resistive Random Access Memory), STTRAM(Spin Transfer Torque Random Access Memory), MRAM(Magnetic Random Access Memory), 및 이와 유사한 기능을 수행하는 메모리 등을 포함할 수 있다. The embedded memory unit 1140 may include a nonvolatile memory as well as a volatile memory. The volatile memory may include a dynamic random access memory (DRAM), a moblie DRAM, a static random access memory (SRAM), and a memory having a similar function. The nonvolatile memory may be a read only memory (ROM) , NAND flash memory, PRAM (Phase Change Random Access Memory), RRAM (Resistive Random Access Memory), STTRAM (Spin Transfer Torque Random Access Memory), MRAM (Magnetic Random Access Memory) .

통신모듈부(1150)는 유선 네트워크와 연결할 수 있는 모듈, 무선 네트워크와 연결할 수 있는 모듈, 및 이들 전부를 포함할 수 있다. 유선 네트워크 모듈은, 전송 라인을 통하여 데이터를 송수신하는 다양한 장치들과 같이, 유선랜(Local Area Network; LAN), 유에스비(Universal Serial Bus; USB), 이더넷(Ethernet), 전력선통신(Power Line Communication; PLC) 등을 포함할 수 있다. 무선 네트워크 모듈은, 전송 라인 없이 데이터를 송수신하는 다양한 장치들과 같이, 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), 코드 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access; CDMA), 시분할 다중 접속(Time Division Multiple Access; TDMA), 주파수 분할 다중 접속(Frequency Division Multiple Access; FDMA), 무선랜(Wireless LAN), 지그비(Zigbee), 유비쿼터스 센서 네트워크(Ubiquitous Sensor Network; USN), 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency IDentification), 롱텀에볼루션(Long Term Evolution; LTE), 근거리 무선통신(Near Field Communication; NFC), 광대역 무선 인터넷(Wireless Broadband Internet; Wibro), 고속 하향 패킷 접속(High Speed Downlink Packet Access; HSDPA), 광대역 코드 분할 다중 접속(Wideband CDMA; WCDMA), 초광대역 통신(Ultra WideBand; UWB) 등을 포함할 수 있다. The communication module unit 1150 may include a module capable of connecting with a wired network, a module capable of connecting with a wireless network, and the like. The wired network module may be connected to a local area network (LAN), a universal serial bus (USB), an Ethernet, a power line communication (PLC), or the like, as well as various devices for transmitting and receiving data through a transmission line. ), And the like. The wireless network module may be implemented as an Infrared Data Association (IrDA), a Code Division Multiple Access (CDMA), a Time Division Multiple Access (CDMA), or the like, as well as various devices that transmit and receive data without a transmission line. (TDMA), Frequency Division Multiple Access (FDMA), Wireless LAN, Zigbee, Ubiquitous Sensor Network (USN), Bluetooth, Radio Frequency Identification (RFID) , Long Term Evolution (LTE), Near Field Communication (NFC), Wireless Broadband Internet (WIBRO), High Speed Downlink Packet Access (HSDPA) Wideband CDMA (WCDMA), Ultra Wide Band (UWB), and the like.

메모리 컨트롤부(1160)는 프로세서(1100)와 서로 다른 통신 규격에 따라 동작하는 외부 저장 장치 사이에 전송되는 데이터를 처리하고 관리하기 위한 것으로 각종 메모리 컨트롤러, 예를 들어, IDE(Integrated Device Electronics), SATA(Serial Advanced Technology Attachment), SCSI(Small Computer System Interface), RAID(Redundant Array of Independent Disks), SSD(Solid State Disk), eSATA(External SATA), PCMCIA(Personal Computer Memory Card International Association), USB(Universal Serial Bus), 씨큐어 디지털 카드(Secure Digital; SD), 미니 씨큐어 디지털 카드(mini Secure Digital card; mSD), 마이크로 씨큐어 디지털 카드(micro SD), 고용량 씨큐어 디지털 카드(Secure Digital High Capacity; SDHC), 메모리 스틱 카드(Memory Stick Card), 스마트 미디어 카드(Smart Media Card; SM), 멀티 미디어 카드(Multi Media Card; MMC), 내장 멀티 미디어 카드(Embedded MMC; eMMC), 컴팩트 플래시 카드(Compact Flash; CF) 등을 제어하는 컨트롤러를 포함할 수 있다. The memory control unit 1160 is used for processing and managing data transmitted between the processor 1100 and an external storage device operating according to a different communication standard. The memory control unit 1160 may include various memory controllers, for example, an IDE (Integrated Device Electronics) Such as Serial Advanced Technology Attachment (SATA), Small Computer System Interface (SCSI), Redundant Array of Independent Disks (RAID), Solid State Disk (SSD), External SATA, Personal Computer Memory Card International Association (PCMCIA) Universal Serial Bus, Secure Digital (SD), mini Secure Digital (mSD), micro Secure Digital (SD), Secure Digital High Capacity (SDHC) A Memory Stick Card, a Smart Media Card (SM), a Multi Media Card (MMC), an Embedded MMC (eMMC) When card (Compact Flash; CF) may include a controller for controlling the like.

미디어처리부(1170)는 프로세서(1100)에서 처리된 데이터나 외부 입력장치로부터 영상, 음성 및 기타 형태로 입력된 데이터를 가공하고, 이 데이터를 외부 인터페이스 장치로 출력할 수 있다. 미디어처리부(1170)는 그래픽 처리 장치(Graphics Processing Unit; GPU), 디지털 신호 처리 장치(Digital Signal Processor; DSP), 고선명 오디오(High Definition Audio; HD Audio), 고선명 멀티미디어 인터페이스(High Definition Multimedia Interface; HDMI) 컨트롤러 등을 포함할 수 있다.The media processing unit 1170 processes data processed by the processor 1100, data input from an external input device, video data, voice data, and the like, and outputs the data to the external interface device. The media processing unit 1170 may include a graphics processing unit (GPU), a digital signal processor (DSP), a high definition audio (HD Audio), a high definition multimedia interface ) Controller and the like.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 메모리 장치를 구현하는 시스템의 구성도의 일 예이다.10 is an example of a configuration diagram of a system for implementing a memory device according to an embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 시스템(1200)은 데이터를 처리하는 장치로, 데이터에 대하여 일련의 조작을 행하기 위해 입력, 처리, 출력, 통신, 저장 등을 수행할 수 있다. 시스템(1200)은 프로세서(1210), 주기억장치(1220), 보조기억장치(1230), 인터페이스 장치(1240) 등을 포함할 수 있다. 본 실시예의 시스템(1200)은 컴퓨터(Computer), 서버(Server), PDA(Personal Digital Assistant), 휴대용 컴퓨터(Portable Computer), 웹 타블렛(Web Tablet), 무선 폰(Wireless Phone), 모바일 폰(Mobile Phone), 스마트 폰(Smart Phone), 디지털 뮤직 플레이어(Digital Music Player), PMP(Portable Multimedia Player), 카메라(Camera), 위성항법장치(Global Positioning System; GPS), 비디오 카메라(Video Camera), 음성 녹음기(Voice Recorder), 텔레매틱스(Telematics), AV시스템(Audio Visual System), 스마트 텔레비전(Smart Television) 등 프로세스를 사용하여 동작하는 각종 전자 시스템일 수 있다.Referring to FIG. 10, a system 1200 is an apparatus for processing data, and can perform input, processing, output, communication, storage, and the like to perform a series of operations on data. The system 1200 may include a processor 1210, a main memory 1220, an auxiliary memory 1230, an interface device 1240, and the like. The system 1200 of the present embodiment may be a computer, a server, a PDA (Personal Digital Assistant), a portable computer, a web tablet, a wireless phone, a mobile phone A mobile phone, a smart phone, a digital music player, a portable multimedia player (PMP), a camera, a global positioning system (GPS), a video camera, Such as a voice recorder, a telematics, an audio visual system, a smart television, or the like.

프로세서(1210)는 입력된 명령어의 해석과 시스템(1200)에 저장된 자료의 연산, 비교 등의 처리를 제어할 수 있고, 마이크로프로세서(Micro Processor Unit; MPU), 중앙 처리 장치(Central Processing Unit; CPU), 싱글/멀티 코어 프로세서(Single/Multi Core Processor), 그래픽 처리 장치(Graphic Processing Unit; GPU), 어플리케이션 프로세서(Application Processor; AP), 디지털 신호 처리 장치(Digital Signal Processor; DSP) 등을 포함할 수 있다.The processor 1210 can control the processing of the input instruction and the processing of the data stored in the system 1200. The microprocessor unit includes a microprocessor unit (MPU), a central processing unit (CPU) ), A single / multi core processor, a graphics processing unit (GPU), an application processor (AP), a digital signal processor (DSP), and the like .

주기억장치(1220)는 프로그램이 실행될 때 보조기억장치(1230)로부터 프로그램 코드나 자료를 이동시켜 저장, 실행시킬 수 있는 기억장소로, 전원이 끊어져도 기억된 내용이 보존될 수 있다. 주기억장치(1220)는 전술한 메모리 장치의 실시예들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 주기억 장치(1220)는 가변 저항 소자를 포함하는 저장 셀; 상기 저장 셀의 일단에 연결되고, 문턱전압이 제1전압인 제1선택소자; 및 상기 저장 셀의 타단에 연결되고, 문턱전압이 상기 제1전압보다 큰 제2전압인 제2선택소자를 포함할 수 있다. 이를 통해 주기억 장치(1220)의 리드/라이트 마진을 증가시키고, 주기억 장치(1220)의 내부에 발생하는 누설 전류를 줄임으로써 주기억 장치(1220)의 소모 전류 및 소모 전력을 줄일 수 있다. 결과적으로, 시스템(1200)의 동작속도 및 안정성을 향상시키고 소모 전류 및 소모 전력을 줄일 수 있다. The main storage unit 1220 is a storage unit that can move and store program codes and data from the auxiliary storage unit 1230 when the program is executed. The stored contents can be preserved even when the power is turned off. Main memory 1220 may include one or more of the embodiments of memory devices described above. For example, the main memory 1220 may include a storage cell including a variable resistive element; A first selection device coupled to one end of the storage cell, the first selection device having a threshold voltage of a first voltage; And a second selection device coupled to the other end of the storage cell, the second selection device having a threshold voltage greater than the first voltage. This increases the read / write margin of the main memory device 1220 and reduces the leakage current generated in the main memory device 1220, thereby reducing the consumption current and power consumption of the main memory device 1220. As a result, the operating speed and stability of system 1200 can be improved and consumed current and power consumption can be reduced.

또한, 주기억장치(1220)는 전원이 꺼지면 모든 내용이 지워지는 휘발성 메모리 타입의 에스램(Static Random Access Memory; SRAM), 디램(Dynamic Random Access Memory) 등을 더 포함할 수 있다. 이와는 다르게, 주기억장치(1220)는 전술한 실시예의 반도체 장치를 포함하지 않고, 전원이 꺼지면 모든 내용이 지워지는 휘발성 메모리 타입의 에스램(Static Random Access Memory; SRAM), 디램(Dynamic Random Access Memory) 등을 포함할 수 있다.The main memory 1220 may further include volatile memory type static random access memory (SRAM), dynamic random access memory (DRAM), or the like, all of which are erased when the power is turned off. Alternatively, the main memory 1220 may be a static random access memory (SRAM) of a volatile memory type, a dynamic random access memory (DRAM), or the like, which does not include the semiconductor device of the above- And the like.

보조기억장치(1230)는 프로그램 코드나 데이터를 보관하기 위한 기억장치를 말한다. 주기억장치(1220)보다 속도는 느리지만 많은 자료를 보관할 수 있다. 보조기억장치(1230)는 전술한 반도체 장치의 실시예들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 보조기억장치(1230)는 가변 저항 소자를 포함하는 저장 셀; 상기 저장 셀의 일단에 연결되고, 문턱전압이 제1전압인 제1선택소자; 및 상기 저장 셀의 타단에 연결되고, 문턱전압이 상기 제1전압보다 큰 제2전압인 제2선택소자를 포함할 수 있다. 이를 통해 보조기억장치(1230)의 리드/라이트 마진을 증가시키고, 보조기억장치(1230)의 내부에 발생하는 누설 전류를 줄임으로써 보조기억장치(1230)의 소모 전류 및 소모 전력을 줄일 수 있다. 결과적으로, 시스템(1200)의 동작속도 및 안정성을 향상시키고 소모 전류 및 소모 전력을 줄일 수 있다.The auxiliary storage device 1230 refers to a storage device for storing program codes and data. It is slower than main memory 1220 but can hold a lot of data. The auxiliary storage 1230 may include one or more of the embodiments of the semiconductor device described above. For example, auxiliary memory 1230 may include a storage cell including a variable resistive element; A first selection device coupled to one end of the storage cell, the first selection device having a threshold voltage of a first voltage; And a second selection device coupled to the other end of the storage cell, the second selection device having a threshold voltage greater than the first voltage. Thereby increasing the read / write margin of the auxiliary storage device 1230 and reducing the leakage current generated in the auxiliary storage device 1230, thereby reducing the consumption current and power consumption of the auxiliary storage device 1230. As a result, the operating speed and stability of system 1200 can be improved and consumed current and power consumption can be reduced.

또한, 보조기억장치(1230)는 자기를 이용한 자기테이프, 자기디스크, 빛을 이용한 레이져 디스크, 이들 둘을 이용한 광자기디스크, 고상 디스크(Solid State Disk; SSD), USB메모리(Universal Serial Bus Memory; USB Memory), 씨큐어 디지털 카드(Secure Digital; SD), 미니 씨큐어 디지털 카드(mini Secure Digital card; mSD), 마이크로 씨큐어 디지털 카드(micro SD), 고용량 씨큐어 디지털 카드(Secure Digital High Capacity; SDHC), 메모리 스틱 카드(Memory Stick Card), 스마트 미디어 카드(Smart Media Card; SM), 멀티 미디어 카드(Multi Media Card; MMC), 내장 멀티 미디어 카드(Embedded MMC; eMMC), 컴팩트 플래시 카드(Compact Flash; CF) 등과 같은 데이터 저장 시스템(도 9의 1300 참조)을 더 포함할 수 있다. 이와는 다르게, 보조기억장치(1230)는 전술한 실시예의 반도체 장치를 포함하지 않고 자기를 이용한 자기테이프, 자기디스크, 빛을 이용한 레이져 디스크, 이들 둘을 이용한 광자기디스크, 고상 디스크(Solid State Disk; SSD), USB메모리(Universal Serial Bus Memory; USB Memory), 씨큐어 디지털 카드(Secure Digital; SD), 미니 씨큐어 디지털 카드(mini Secure Digital card; mSD), 마이크로 씨큐어 디지털 카드(micro SD), 고용량 씨큐어 디지털 카드(Secure Digital High Capacity; SDHC), 메모리 스틱 카드(Memory Stick Card), 스마트 미디어 카드(Smart Media Card; SM), 멀티 미디어 카드(Multi Media Card; MMC), 내장 멀티 미디어 카드(Embedded MMC; eMMC), 컴팩트 플래시 카드(Compact Flash; CF) 등의 데이터 저장 시스템(도 10의 1300 참조)들을 포함할 수 있다.The auxiliary storage device 1230 may be a magnetic tape, a magnetic disk, a laser disk using light, a magneto-optical disk using the two, a solid state disk (SSD), a USB memory (Universal Serial Bus Memory) USB memory, Secure Digital (SD), mini Secure Digital card (mSD), micro Secure Digital (micro SD), Secure Digital High Capacity (SDHC) A Smart Card (SM), a MultiMediaCard (MMC), an Embedded MMC (eMMC), a Compact Flash (CF) (See 1300 in FIG. 9). Alternatively, the auxiliary storage device 1230 may be a magnetic tape, a magnetic disk, a laser disk using light, a magneto-optical disk using both of them, a solid state disk (DVD) SSD), a USB memory (Universal Serial Bus Memory), a Secure Digital (SD) card, a mini Secure Digital card (mSD), a microSecure digital card (microSD) A Secure Digital High Capacity (SDHC), a Memory Stick Card, a Smart Media Card (SM), a Multi Media Card (MMC), an Embedded MMC (eMMC ), And a data storage system (see 1300 in FIG. 10) such as a Compact Flash (CF) card.

인터페이스 장치(1240)는 본 실시예의 시스템(1200)과 외부 장치 사이에서 명령, 데이터 등을 교환하기 위한 것일 수 있으며, 키패드(keypad), 키보드(keyboard), 마우스(Mouse), 스피커(Speaker), 마이크(Mike), 표시장치(Display), 각종 휴먼 인터페이스 장치(Human Interface Device; HID), 통신장치 등일 수 있다. 통신장치는 유선 네트워크와 연결할 수 있는 모듈, 무선 네트워크와 연결할 수 있는 모듈, 및 이들 전부를 포함할 수 있다. 유선 네트워크 모듈은, 전송 라인을 통하여 데이터를 송수신하는 다양한 장치들과 같이, 유선랜(Local Area Network; LAN), 유에스비(Universal Serial Bus; USB), 이더넷(Ethernet), 전력선통신(Power Line Communication; PLC) 등을 포함할 수 있으며, 무선 네트워크 모듈은, 전송 라인 없이 데이터를 송수신하는 다양한 장치들과 같이, 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), 코드 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access; CDMA), 시분할 다중 접속(Time Division Multiple Access; TDMA), 주파수 분할 다중 접속(Frequency Division Multiple Access; FDMA), 무선랜(Wireless LAN), 지그비(Zigbee), 유비쿼터스 센서 네트워크(Ubiquitous Sensor Network; USN), 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency IDentification), 롱텀에볼루션(Long Term Evolution; LTE), 근거리 무선통신(Near Field Communication; NFC), 광대역 무선 인터넷(Wireless Broadband Internet; Wibro), 고속 하향 패킷 접속(High Speed Downlink Packet Access; HSDPA), 광대역 코드 분할 다중 접속(Wideband CDMA; WCDMA), 초광대역 통신(Ultra WideBand; UWB) 등을 포함할 수 있다.
The interface device 1240 may be for exchanging commands, data, and the like between the system 1200 and the external device of the present embodiment. The interface device 1240 may include a keypad, a keyboard, a mouse, a speaker, A microphone, a display, various human interface devices (HID), communication devices, and the like. The communication device may include a module capable of connecting with a wired network, a module capable of connecting with a wireless network, and the like. The wired network module may be connected to a local area network (LAN), a universal serial bus (USB), an Ethernet, a power line communication (PLC), or the like, as well as various devices for transmitting and receiving data through a transmission line. ), And the like. The wireless network module may include various devices for transmitting and receiving data without a transmission line, such as an Infrared Data Association (IrDA), a Code Division Multiple Access (CDMA) (TDMA), a frequency division multiple access (FDMA), a wireless LAN, a Zigbee, a Ubiquitous Sensor Network (USN), a Bluetooth ), Radio Frequency Identification (RFID), Long Term Evolution (LTE), Near Field Communication (NFC), Wireless Broadband Internet (Wibro) (HSDPA), Wideband Code Division Multiple Access (WCDMA), Ultra Wide Band (UWB), and the like.

도 11는 본 발명의 일 실시예에 따른 메모리 장치를 구현하는 데이터 저장 시스템의 구성도의 일 예이다.11 is an example of a configuration diagram of a data storage system implementing a memory device according to an embodiment of the present invention.

도 11를 참조하면, 데이터 저장 시스템(1300)은 데이터 저장을 위한 구성으로 비휘발성 특성을 가지는 저장 장치(1310), 이를 제어하는 컨트롤러(1320), 외부 장치와의 연결을 위한 인터페이스(1330), 및 데이터를 임시 저장하기 위한 임시 저장 장치(1340)를 포함할 수 있다. 데이터 저장 시스템(1300)은 하드 디스크(Hard Disk Drive; HDD), 광학 드라이브(Compact Disc Read Only Memory; CDROM), DVD(Digital Versatile Disc), 고상 디스크(Solid State Disk; SSD) 등의 디스크 형태와 USB메모리(Universal Serial Bus Memory; USB Memory), 씨큐어 디지털 카드(Secure Digital; SD), 미니 씨큐어 디지털 카드(mini Secure Digital card; mSD), 마이크로 씨큐어 디지털 카드(micro SD), 고용량 씨큐어 디지털 카드(Secure Digital High Capacity; SDHC), 메모리 스틱 카드(Memory Stick Card), 스마트 미디어 카드(Smart Media Card; SM), 멀티 미디어 카드(Multi Media Card; MMC), 내장 멀티 미디어 카드(Embedded MMC; eMMC), 컴팩트 플래시 카드(Compact Flash; CF) 등의 카드 형태일 수 있다.11, the data storage system 1300 includes a storage device 1310 having a nonvolatile characteristic for storing data, a controller 1320 for controlling the storage device 1310, an interface 1330 for connection to an external device, And temporary storage 1340 for temporary storage of data. The data storage system 1300 may be a disk type such as a hard disk drive (HDD), a compact disk read only memory (CDROM), a digital versatile disk (DVD), a solid state disk (USB) memory, Secure Digital (SD), mini Secure Digital card (mSD), microSecure digital card (micro SD), high capacity secure digital card Digital High Capacity (SDHC), Memory Stick Card, Smart Media Card (SM), Multi Media Card (MMC), Embedded MMC (eMMC) And may be in the form of a card such as a flash card (Compact Flash; CF).

저장 장치(1310)는 데이터를 반 영구적으로 저장하는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 여기서, 비휘발성 메모리는, ROM(Read Only Memory), NOR Flash Memory, NAND Flash Memory, PRAM(Phase Change Random Access Memory), RRAM(Resistive Random Access Memory), MRAM(Magnetic Random Access Memory) 등을 포함할 수 있다.The storage device 1310 may include a non-volatile memory that semi-permanently stores the data. The nonvolatile memory includes a ROM (Read Only Memory), a NOR Flash Memory, a NAND Flash Memory, a PRAM (Phase Change Random Access Memory), a RRAM (Resistive Random Access Memory), a MRAM .

컨트롤러(1320)는 저장 장치(1310)와 인터페이스(1330) 사이에서 데이터의 교환을 제어할 수 있다. 이를 위해 컨트롤러(1320)는 데이터 저장 시스템(1300) 외부에서 인터페이스(1330)를 통해 입력된 명령어들을 처리하기 위한 연산 등을 수행하는 프로세서(1321)를 포함할 수 있다.The controller 1320 may control the exchange of data between the storage device 1310 and the interface 1330. To this end, controller 1320 may include a processor 1321 that performs operations, such as operations, to process instructions entered via interface 1330 outside data storage system 1300.

인터페이스(1330)는 데이터 저장 시스템(1300)과 외부 장치간에 명령 및 데이터 등을 교환하기 위한 것이다. 데이터 저장 시스템(1300)이 카드인 경우, 인터페이스(1330)는, USB(Universal Serial Bus Memory), 씨큐어 디지털 카드(Secure Digital; SD), 미니 씨큐어 디지털 카드(mini Secure Digital card; mSD), 마이크로 씨큐어 디지털 카드(micro SD), 고용량 씨큐어 디지털 카드(Secure Digital High Capacity; SDHC), 메모리 스틱 카드(Memory Stick Card), 스마트 미디어 카드(Smart Media Card; SM), 멀티 미디어 카드(Multi Media Card; MMC), 내장 멀티 미디어 카드(Embedded MMC; eMMC), 컴팩트 플래시 카드(Compact Flash; CF) 등과 같은 장치에서 사용되는 인터페이스들과 호환될 수 있거나, 또는, 이들 장치와 유사한 장치에서 사용되는 인터페이스들과 호환될 수 있다. 데이터 저장 시스템(1300)이 디스크 형태일 경우, 인터페이스(1330)는 IDE(Integrated Device Electronics), SATA(Serial Advanced Technology Attachment), SCSI(Small Computer System Interface), eSATA(External SATA), PCMCIA(Personal Computer Memory Card International Association), USB(Universal Serial Bus) 등과 같은 인터페이스와 호환될 수 있거나, 또는, 이들 인터페이스와 유사한 인터페이스와 호환될 수 있다. 인터페이스(1330)는 서로 다른 타입을 갖는 하나 이상의 인터페이스와 호환될 수도 있다. The interface 1330 is for exchanging commands, data, and the like between the data storage system 1300 and an external device. When the data storage system 1300 is a card, the interface 1330 may be a USB (Universal Serial Bus) memory, a Secure Digital (SD) card, a mini Secure Digital card (mSD) A micro SD card, a Secure Digital High Capacity (SDHC) card, a Memory Stick Card, a Smart Media Card (SM), a Multi Media Card (MMC) Compatible with the interfaces used in devices such as a hard disk, an embedded MMC (eMMC), a compact flash (CF), or the like, or compatible with interfaces used in devices similar to these devices . When the data storage system 1300 is in the form of a disk, the interface 1330 may be an Integrated Device Electronics (IDE), a Serial Advanced Technology Attachment (SATA), a Small Computer System Interface (SCSI), an External SATA (eSATA) Memory Card International Association), Universal Serial Bus (USB), and the like, or compatible with interfaces similar to these interfaces. Interface 1330 may be compatible with one or more interfaces having different types.

임시 저장 장치(1340)는 외부 장치와의 인터페이스, 컨트롤러, 및 시스템의 다양화, 고성능화에 따라 인터페이스(1330)와 저장 장치(1310)간의 데이터의 전달을 효율적으로 하기 위하여 데이터를 임시로 저장할 수 있다. 임시 저장 장치(1340)는 전술한 메모리 장치의 실시예들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 임시 저장 장치(1340)는 가변 저항 소자를 포함하는 저장 셀; 상기 저장 셀의 일단에 연결되고, 문턱전압이 제1전압인 제1선택소자; 및 상기 저장 셀의 타단에 연결되고, 문턱전압이 상기 제1전압보다 큰 제2전압인 제2선택소자를 포함할 수 있다. 이를 통해 임시 저장 장치(1340)의 리드/라이트 마진을 증가시키고, 임시 저장 장치(1340)의 내부에 발생하는 누설 전류를 줄임으로써 임시 저장 장치(1340)의 소모 전류 및 소모 전력을 줄일 수 있다. 결과적으로, 데이터 저장 시스템(1300)의 동작속도 및 안정성을 향상시키고 소모 전류 및 소모 전력을 줄일 수 있다.
The temporary storage device 1340 may temporarily store data in order to efficiently transfer data between the interface 1330 and the storage device 1310 in accordance with diversification and high performance of the interface with the external device, . Temporary storage device 1340 may include one or more of the embodiments of the memory device described above. For example, the temporary storage device 1340 may include a storage cell including a variable resistive element; A first selection device coupled to one end of the storage cell, the first selection device having a threshold voltage of a first voltage; And a second selection device coupled to the other end of the storage cell, the second selection device having a threshold voltage greater than the first voltage. This can increase the read / write margin of the temporary storage device 1340 and reduce the leakage current generated in the temporary storage device 1340, thereby reducing the consumption current and the consumed power of the temporary storage device 1340. As a result, it is possible to improve the operation speed and stability of the data storage system 1300 and reduce the consumed current and power consumption.

도 12은 본 발명의 일 실시예에 따른 메모리 장치를 구현하는 메모리 시스템의 구성도의 일 예이다.12 is an example of a configuration diagram of a memory system for implementing a memory device according to an embodiment of the present invention.

도 12을 참조하면, 메모리 시스템(1400)은 데이터 저장을 위한 구성으로 비휘발성 특성을 가지는 메모리(1410), 이를 제어하는 메모리 컨트롤러(1420), 외부 장치와의 연결을 위한 인터페이스(1430) 등을 포함할 수 있다. 메모리 시스템(1400)은 고상 디스크(Solid State Disk; SSD), USB메모리(Universal Serial Bus Memory; USB Memory), 씨큐어 디지털 카드(Secure Digital; SD), 미니 씨큐어 디지털 카드(mini Secure Digital card; mSD), 마이크로 씨큐어 디지털 카드(micro SD), 고용량 씨큐어 디지털 카드(Secure Digital High Capacity; SDHC), 메모리 스틱 카드(Memory Stick Card), 스마트 미디어 카드(Smart Media Card; SM), 멀티 미디어 카드(Multi Media Card; MMC), 내장 멀티 미디어 카드(Embedded MMC; eMMC), 컴팩트 플래시 카드(Compact Flash; CF) 등의 카드 형태일 수 있다.12, the memory system 1400 includes a memory 1410 having a nonvolatile characteristic, a memory controller 1420 for controlling the memory 1420, an interface 1430 for connecting to an external device, and the like, . The memory system 1400 may include a solid state disk (SSD), a USB memory (Universal Serial Bus Memory), a Secure Digital (SD), a mini Secure Digital card (mSD) , A micro secure digital card (micro SD), a secure digital high capacity (SDHC), a memory stick card, a smart media card (SM), a multi media card (MMC), an embedded MMC (eMMC), and a compact flash (CF) card.

데이터를 저장하는 메모리(1410)는 전술한 메모리 장치의 실시예들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리(1410)는 가변 저항 소자를 포함하는 저장 셀; 상기 저장 셀의 일단에 연결되고, 문턱전압이 제1전압인 제1선택소자; 및 상기 저장 셀의 타단에 연결되고, 문턱전압이 상기 제1전압보다 큰 제2전압인 제2선택소자를 포함할 수 있다. 이를 통해 메모리(1410)의 리드/라이트 마진을 증가시키고, 메모리(1410)의 내부에 발생하는 누설 전류를 줄임으로써 메모리(1410)의 소모 전류 및 소모 전력을 줄일 수 있다. 결과적으로, 메모리 시스템(1400)의 동작속도 및 안정성을 향상시키고 소모 전류 및 소모 전력을 줄일 수 있다.Memory 1410 for storing data may include one or more of the embodiments of the memory device described above. For example, the memory 1410 may include a storage cell including a variable resistive element; A first selection device coupled to one end of the storage cell, the first selection device having a threshold voltage of a first voltage; And a second selection device coupled to the other end of the storage cell, the second selection device having a threshold voltage greater than the first voltage. Thereby increasing the read / write margin of the memory 1410 and reducing the leakage current generated in the memory 1410, thereby reducing the consumption current and power consumption of the memory 1410. [ As a result, it is possible to improve the operating speed and stability of the memory system 1400 and to reduce the consumed current and power consumption.

더불어, 본 실시예의 메모리는 비휘발성인 특성을 가지는 ROM(Read Only Memory), NOR Flash Memory, NAND Flash Memory, PRAM(Phase Change Random Access Memory), RRAM(Resistive Random Access Memory), MRAM(Magnetic Random Access Memory) 등을 포함할 수 있다.In addition, the memory of the present embodiment may be a non-volatile memory such as a ROM (Read Only Memory), a NOR Flash Memory, a NAND Flash Memory, a PRAM (Phase Change Random Access Memory), an RRAM (Resistive Random Access Memory) Memory) and the like.

메모리 컨트롤러(1420)는 메모리(1410)와 인터페이스(1430) 사이에서 데이터의 교환을 제어할 수 있다. 이를 위해 메모리 컨트롤러(1420)는 메모리 시스템(1400) 외부에서 인터페이스(1430)를 통해 입력된 명령어들을 처리 연산하기 위한 프로세서(1421)를 포함할 수 있다.Memory controller 1420 may control the exchange of data between memory 1410 and interface 1430. [ To this end, the memory controller 1420 may include a processor 1421 for processing instructions entered through the interface 1430 outside the memory system 1400.

인터페이스(1430)는 메모리 시스템(1400)과 외부 장치간에 명령 및 데이터 등을 교환하기 위한 것으로, USB(Universal Serial Bus), 씨큐어 디지털 카드(Secure Digital; SD), 미니 씨큐어 디지털 카드(mini Secure Digital card; mSD), 마이크로 씨큐어 디지털 카드(micro SD), 고용량 씨큐어 디지털 카드(Secure Digital High Capacity; SDHC), 메모리 스틱 카드(Memory Stick Card), 스마트 미디어 카드(Smart Media Card; SM), 멀티 미디어 카드(Multi Media Card; MMC), 내장 멀티 미디어 카드(Embedded MMC; eMMC), 컴팩트 플래시 카드(Compact Flash; CF) 등과 같은 장치에서 사용되는 인터페이스와 호환될 수 있거나, 또는, 이들 장치들과 유사한 장치들에서 사용되는 인터페이스와 호환될 수 있다. 인터페이스(1430)는 서로 다른 타입을 갖는 하나 이상의 인터페이스와 호환될 수도 있다.The interface 1430 is for exchanging commands and data between the memory system 1400 and an external device and includes a USB (Universal Serial Bus), a Secure Digital (SD) card, a mini Secure Digital card (mSD), microsecure digital card (micro SD), Secure Digital High Capacity (SDHC), Memory Stick Card, Smart Media Card (SM), MultiMediaCard Compatible with interfaces used in devices such as a MultiMediaCard (MMC), an embedded MMC (eMMC), a Compact Flash (CF), and the like, It can be compatible with the interface used. Interface 1430 may be compatible with one or more interfaces having different types.

본 실시예의 메모리 시스템(1400)은 외부 장치와의 인터페이스, 메모리 컨트롤러, 및 메모리 시스템의 다양화, 고성능화에 따라 인터페이스(1430)와 메모리(1410)간의 데이터의 입출력을 효율적으로 전달하기 위한 버퍼 메모리(1440)를 더 포함할 수 있다. 데이터를 임시로 저장하는 버퍼 메모리(1440)는 전술한 메모리 장치의 실시예들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 버퍼 메모리(1440)는 가변 저항 소자를 포함하는 저장 셀; 상기 저장 셀의 일단에 연결되고, 문턱전압이 제1전압인 제1선택소자; 및 상기 저장 셀의 타단에 연결되고, 문턱전압이 상기 제1전압보다 큰 제2전압인 제2선택소자를 포함할 수 있다. 이를 통해 버퍼 메모리(1440)의 리드/라이트 마진을 증가시키고, 버퍼 메모리(1440)의 내부에 발생하는 누설 전류를 줄임으로써 버퍼 메모리(1440)의 소모 전류 및 소모 전력을 줄일 수 있다. 결과적으로, 메모리 시스템(1400)의 동작속도 및 안정성을 향상시키고 소모 전류 및 소모 전력을 줄일 수 있다.The memory system 1400 of the present embodiment includes a buffer memory (not shown) for efficiently transmitting and receiving data between the interface 1430 and the memory 1410 in accordance with diversification and high performance of an interface with an external device, a memory controller, 1440). The buffer memory 1440 for temporarily storing data may include one or more of the embodiments of the memory device described above. For example, the buffer memory 1440 may include a storage cell including a variable resistive element; A first selection device coupled to one end of the storage cell, the first selection device having a threshold voltage of a first voltage; And a second selection device coupled to the other end of the storage cell, the second selection device having a threshold voltage greater than the first voltage. Accordingly, the read current and the power consumption of the buffer memory 1440 can be reduced by increasing the read / write margin of the buffer memory 1440 and reducing the leakage current generated in the buffer memory 1440. As a result, it is possible to improve the operating speed and stability of the memory system 1400 and to reduce the consumed current and power consumption.

더불어, 본 실시예의 버퍼 메모리(1440)는 휘발성인 특성을 가지는 SRAM(Static Random Access Memory), DRAM(Dynamic Random Access Memory), 비휘발성인 특성을 가지는 ROM(Read Only Memory), NOR Flash Memory, NAND Flash Memory, PRAM(Phase Change Random Access Memory), RRAM(Resistive Random Access Memory), STTRAM(Spin Transfer Torque Random Access Memory), MRAM(Magnetic Random Access Memory) 등을 더 포함할 수 있다. 이와는 다르게, 버퍼 메모리(1440)는 전술한 실시예의 반도체 장치를 포함하지 않고 휘발성인 특성을 가지는 SRAM(Static Random Access Memory), DRAM(Dynamic Random Access Memory), 비휘발성인 특성을 가지는 ROM(Read Only Memory), NOR Flash Memory, NAND Flash Memory, PRAM(Phase Change Random Access Memory), RRAM(Resistive Random Access Memory), STTRAM(Spin Transfer Torque Random Access Memory), MRAM(Magnetic Random Access Memory) 등을 포함할 수 있다.In addition, the buffer memory 1440 of the present embodiment may be a static random access memory (SRAM) having a characteristic of being volatile, a dynamic random access memory (DRAM), a read only memory (ROM) having nonvolatile characteristics, a NOR flash memory, A flash memory, a phase change random access memory (PRAM), a resistive random access memory (RRAM), a spin transfer random access memory (STTRAM), and a magnetic random access memory (MRAM). Alternatively, the buffer memory 1440 may include a static random access memory (SRAM), a dynamic random access memory (DRAM), and a read only memory (ROM) having nonvolatile characteristics, instead of the semiconductor device of the above- Memory, a NOR flash memory, a NAND flash memory, a PRAM (Phase Change Random Access Memory), a Resistive Random Access Memory (RRAM), a Spin Transfer Torque Random Access Memory (STTRAM), a Magnetic Random Access Memory (MRAM) have.

도 8 내지 도 12의 전자 장치 또는 시스템의 예시들의 특징은, 다양한 장치, 시스템, 또는 어플리케이션(application)에서 구현될 수 있다. 예를 들어, 모바일 폰 또는 다른 휴대용 통신 장치, 태블릿 컴퓨터, 노트북 또는 랩탑 컴퓨너, 게임기, 스마트 TV 셋, TV 셋탑 박스, 멀티미비어 서버, 유무선 통신 기능을 갖는 디지털 카메라, 무선 통신 기능을 갖는 손목 시계 또는 다른 착용 장치 등이 있다.
The features of the illustrations of the electronic device or system of Figs. 8-12 can be implemented in a variety of devices, systems, or applications. For example, a mobile phone or other portable communication device, a tablet computer, a laptop or laptop computer, a game machine, a smart TV set, a TV set-top box, a Multimedia server, a digital camera with wired / Clocks or other wearing devices.

이상으로 해결하고자 하는 과제를 위한 다양한 실시예들이 기재되었으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자진 자라면 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 이루어질 수 있음은 명백하다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, .

Claims (32)

반도체 메모리를 포함하는 전자 장치로서,
상기 반도체 메모리는
가변 저항 소자를 포함하는 저장 셀;
상기 저장 셀의 일단에 연결되고, 문턱전압이 제1전압인 제1선택소자; 및
상기 저장 셀의 타단에 연결되고, 문턱전압이 상기 제1전압보다 큰 제2전압인 제2선택소자
를 포함하는 전자 장치.
An electronic device comprising a semiconductor memory,
The semiconductor memory
A storage cell including a variable resistive element;
A first selection device coupled to one end of the storage cell, the first selection device having a threshold voltage of a first voltage; And
And a second selection device coupled to the other end of the storage cell and having a threshold voltage greater than the first voltage,
&Lt; / RTI &gt;
제 1항에 있어서,
상기 저장 셀은
상기 가변 저항 소자; 및
상기 가변 저항 소자의 일단에 연결되고, 워드라인의 전압에 응답하여 온/오프되는 선택소자
를 포함하는 전자 장치.
The method according to claim 1,
The storage cell
The variable resistive element; And
A selection element connected to one end of the variable resistive element and being turned on / off in response to a voltage of a word line,
&Lt; / RTI &gt;
제 1항에 있어서,
상기 전자 장치는
리드 동작시 상기 제1선택소자에서 상기 제2선택소자로 전류를 흘리는 전자 장치.
The method according to claim 1,
The electronic device
And a current is passed from the first selecting device to the second selecting device during a read operation.
제 1항에 있어서,
상기 가변 저항 소자는
제1저항값을 가지는 제1상태 또는 상기 제1저항값보다 높은 제2저항값을 가지는 제2상태를 가지는 전자 장치.
The method according to claim 1,
The variable resistor element
A first state having a first resistance value or a second state having a second resistance value higher than the first resistance value.
제 4항에 있어서,
상기 가변 저항 소자는
상기 타단에서 상기 일단으로 제1스위칭 전류를 흘리면 상기 제1상태로 스위칭 되고, 상기 일단에서 상기 타단으로 상기 제1스위칭 전류보다 큰 제2스위칭 전류를 흘리면 상기 제2상태로 스위칭되는 전자 장치.
5. The method of claim 4,
The variable resistor element
Wherein the switch is switched to the first state when a first switching current flows from the other end to the one end and switches to the second state when a second switching current larger than the first switching current flows from the one end to the other end.
제 1항에 있어서,
상기 제1선택소자 및 상기 제2선택소자는
선택 신호에 응답하여 온/오프되는 전자 장치.
The method according to claim 1,
The first selection element and the second selection element
And turned on / off in response to the selection signal.
제 1항에 있어서,
상기 제1선택소자는 상기 문턱전압이 상기 제1전압이 되도록 제조되고, 상기 제2선택소자는 상기 문턱전압이 상기 제2전압이 되도록 제조되는 전자 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the first selection device is fabricated such that the threshold voltage is the first voltage and the second selection device is fabricated such that the threshold voltage is the second voltage.
제 7항에 있어서,
하나 이상의 상기 제2선택소자의 게이트의 간격은 하나 이상의 상기 제1선택소자의 게이트의 간격보다 넓게 제조되는 전자 장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the spacing of the gates of the at least one second selection device is greater than the spacing of the gates of the at least one first selection device.
제 7항에 있어서,
상기 제2선택소자의 액티브 영역의 도핑농도는 상기 제1선택소자의 액티브 영역의 도핑농도보다 높게 제조되는 전자 장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the doping concentration of the active region of the second selection device is higher than the doping concentration of the active region of the first selection device.
제 7항에 있어서,
하나 이상의 상기 제2선택소자의 게이트의 폭은 상기 제1선택소자의 게이트의 폭보다 넓게 제조되는 전자 장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the width of the gate of the at least one second selection device is greater than the width of the gate of the first selection device.
제 7항에 있어서,
상기 제2선택소자의 액티브 영역에 연결된 컨택과 게이트의 거리는 상기 제1선택소자의 액티브 영역에 연결된 컨택과 게이트의 거리보다 길게 제조되는 전자 장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the distance between the contact and the gate connected to the active region of the second selection device is greater than the distance between the contact and the gate connected to the active region of the first selection device.
제 1항에 있어서,
상기 제1선택소자는 상기 문턱전압이 상기 제1전압이 되도록 백바이어스 전압이 인가되고, 상기 제2선택소자는 상기 문턱전압이 상기 제2전압이 되도록 백바이어스 전압이 인가되는 전자 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the first selection element is applied with a back bias voltage such that the threshold voltage is the first voltage and the second selection element is applied with a back bias voltage such that the threshold voltage is the second voltage.
제 1항에 있어서,
상기 가변 저항 소자는
금속 산화물, 상변화 물질 및 두 개의 자성층 사이에 터널 베리어층이 개재된 구조물 중 하나 이상을 포함하는 전자 장치.
The method according to claim 1,
The variable resistor element
A metal oxide, a phase change material, and a structure in which a tunnel barrier layer is interposed between the two magnetic layers.
제 1항에 있어서,
상기 전자 장치는 마이크로 프로세서를 더 포함하고,
상기 마이크로 프로세서는
상기 마이크로 프로세서 외부로부터의 명령을 포함하는 신호를 수신하고, 상기 명령의 추출이나 해독 또는 상기 마이크로 프로세서의 신호의 입출력 제어를 수행하는 제어부;
상기 제어부가 명령을 해독한 결과에 따라서 연산을 수행하는 연산부; 및
상기 연산을 수행하는 데이터, 상기 연산을 수행한 결과에 대응하는 데이터 또는 상기 연산을 수행하는 데이터의 주소를 저장하는 기억부를 포함하고,
상기 반도체 메모리는, 상기 마이크로 프로세서 내에서 상기 기억부의 일부인
전자 장치.
The method according to claim 1,
The electronic device further includes a microprocessor,
The microprocessor
A control unit for receiving a signal including an instruction from outside the microprocessor and performing extraction or decoding of the instruction or input / output control of a signal of the microprocessor;
An operation unit for performing an operation according to a result of decoding the instruction by the control unit; And
And a storage unit for storing data for performing the operation, data corresponding to a result of performing the operation, or address of data for performing the operation,
Wherein the semiconductor memory is a part of the memory unit in the microprocessor
Electronic device.
제 1항에 있어서,
상기 전자 장치는 프로세서를 더 포함하고,
상기 프로세서는
상기 프로세서의 외부로부터 입력된 명령에 따라 데이터를 이용하여 상기 명령에 대응하는 연산을 수행하는 코어부;
상기 연산을 수행하는 데이터, 상기 연산을 수행한 결과에 대응하는 데이터 또는 상기 연산을 수행하는 데이터의 주소를 저장하는 캐시 메모리부; 및
상기 코어부와 상기 캐시 메모리부 사이에 연결되고, 상기 코어부와 상기 캐시 메모리부 사이에 데이터를 전송하는 버스 인터페이스를 포함하고,
상기 반도체 메모리는, 상기 프로세서 내에서 상기 캐시 메모리부의 일부인
전자 장치.
The method according to claim 1,
The electronic device further includes a processor,
The processor
A core unit for performing an operation corresponding to the instruction using data according to an instruction input from the outside of the processor;
A cache memory unit for storing data for performing the operation, data corresponding to a result of performing the operation, or an address of data for performing the operation; And
And a bus interface connected between the core unit and the cache memory unit and transmitting data between the core unit and the cache memory unit,
Wherein the semiconductor memory is part of the cache memory unit
Electronic device.
제 1항에 있어서,
상기 전자 장치는 프로세싱 시스템을 더 포함하고,
상기 프로세싱 시스템은
수신된 명령을 해석하고 상기 명령을 해석한 결과에 따라 정보의 연산을 제어하는 프로세서;
상기 명령을 해석하기 위한 프로그램 및 상기 정보를 저장하기 위한 보조기억장치;
상기 프로그램을 실행할 때 상기 프로세서가 상기 프로그램 및 상기 정보를 이용해 상기 연산을 수행할 수 있도록 상기 보조기억장치로부터 상기 프로그램 및 상기 정보를 이동시켜 저장하는 주기억장치; 및
상기 프로세서, 상기 보조기억장치 및 상기 주기억장치 중 하나 이상과 외부와의 통신을 수행하기 위한 인터페이스 장치를 포함하고,
상기 반도체 메모리는, 상기 프로세싱 시스템 내에서 상기 보조기억장치 또는 상기 주기억장치의 일부인
전자 장치.
The method according to claim 1,
The electronic device further includes a processing system,
The processing system
A processor for interpreting a received command and controlling an operation of information according to a result of interpreting the command;
A program for interpreting the command and an auxiliary memory for storing the information;
A main memory for moving and storing the program and the information from the auxiliary memory so that the processor can perform the calculation using the program and the information when the program is executed; And
And an interface device for performing communication with at least one of the processor, the auxiliary memory device, and the main memory device,
Wherein the semiconductor memory is a part of the auxiliary memory or the main memory in the processing system
Electronic device.
제 1항에 있어서,
상기 전자 장치는 데이터 저장 시스템을 더 포함하고,
상기 데이터 저장 시스템은
데이터를 저장하며 공급되는 전원에 관계없이 저장된 데이터가 유지되는 저장 장치;
외부로부터 입력된 명령에 따라 상기 저장 장치의 데이터 입출력을 제어하는 컨트롤러;
상기 저장 장치와 외부 사이에 교환되는 데이터를 임시로 저장하는 임시 저장 장치; 및
상기 저장 장치, 상기 컨트롤러 및 상기 임시 저장 장치 중 하나 이상과 외부와의 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 포함하고,
상기 반도체 메모리는, 상기 데이터 저장 시스템 내에서 상기 저장 장치 또는 상기 임시 저장 장치의 일부인
전자 장치.
The method according to claim 1,
The electronic device further includes a data storage system,
The data storage system
A storage device that stores data and maintains stored data regardless of the supplied power;
A controller for controlling data input / output of the storage device according to an instruction input from the outside;
A temporary storage device for temporarily storing data exchanged between the storage device and the outside; And
And an interface for performing communication with at least one of the storage device, the controller, and the temporary storage device,
Wherein the semiconductor memory is a part of the storage device or the temporary storage device in the data storage system
Electronic device.
제 1항에 있어서,
상기 전자 장치는 메모리 시스템을 더 포함하고,
상기 메모리 시스템은
데이터를 저장하며 공급되는 전원에 관계없이 저장된 데이터가 유지되는 메모리;
외부로부터 입력된 명령에 따라 상기 메모리의 데이터 입출력을 제어하는 메모리 컨트롤러;
상기 메모리와 외부 사이에 교환되는 데이터를 버퍼링하기 위한 버퍼 메모리; 및
상기 메모리, 상기 메모리 컨트롤러 및 상기 버퍼 메모리 중 하나 이상과 외부와의 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 포함하고,
상기 반도체 메모리는, 상기 메모리 시스템 내에서 상기 메모리 또는 상기 버퍼 메모리의 일부인
전자 장치.
The method according to claim 1,
The electronic device further includes a memory system,
The memory system
A memory that stores data and maintains stored data regardless of the power supplied;
A memory controller for controlling data input / output of the memory in response to a command input from the outside;
A buffer memory for buffering data exchanged between the memory and the outside; And
And an interface for performing communication with at least one of the memory, the memory controller, and the buffer memory,
Wherein the semiconductor memory is a memory or a part of the buffer memory
Electronic device.
반도체 메모리를 포함하는 전자 장치로서,
상기 반도체 메모리는
제1글로벌 라인;
제2글로벌 라인;
가변 저항 소자를 포함하는 다수의 저장 셀, 상기 다수의 저장 셀의 일단에 연결된 제1로컬 라인 및 상기 다수의 저장 셀의 타단에 연결된 제2로컬 라인을 포함하는 하나 이상의 셀 어레이;
상기 제1글로벌 라인과 대응하는 셀 어레이의 제1로컬 라인 사이에 연결되고, 문턱전압이 제1전압인 하나 이상의 제1선택소자; 및
상기 제2글로벌 라인과 대응하는 셀 어레이의 제2로컬 라인 사이에 연결되고, 문턱전압이 상기 제1전압보다 큰 제2전압 하나 이상의 제2선택소자
를 포함하는 전자 장치.
An electronic device comprising a semiconductor memory,
The semiconductor memory
A first global line;
A second global line;
One or more cell arrays including a plurality of storage cells including variable resistance elements, a first local line connected to one end of the plurality of storage cells, and a second local line connected to the other end of the plurality of storage cells;
At least one first selection element coupled between the first global line and a first local line of a corresponding cell array, the first selection element having a threshold voltage of a first voltage; And
A second select line coupled between the second global line and a second local line of a corresponding cell array and having a threshold voltage greater than the first voltage,
&Lt; / RTI &gt;
제 19항에 있어서,
상기 저장 셀은
상기 가변 저항 소자; 및
상기 가변 저항 소자의 일단에 연결되고, 다수의 워드라인 중 대응하는 워드라인의 전압에 응답하여 온/오프되는 선택소자
를 포함하는 전자 장치.
20. The method of claim 19,
The storage cell
The variable resistive element; And
A selection element connected to one end of the variable resistive element and turned on / off in response to a voltage of a corresponding one of the plurality of word lines,
&Lt; / RTI &gt;
제 19항에 있어서,
상기 전자 장치는
리드 동작시 선택된 저장 셀을 통해 상기 제1글로벌 라인에서 상기 제2글로벌 라인으로 전류를 흘리는 전자 장치.
20. The method of claim 19,
The electronic device
And current flows from the first global line to the second global line through a selected storage cell during a read operation.
제 19항에 있어서,
상기 가변 저항 소자는
제1저항값을 가지는 제1상태 또는 상기 제1저항값보다 높은 제2저항값을 가지는 제2상태를 가지는 전자 장치.
20. The method of claim 19,
The variable resistor element
A first state having a first resistance value or a second state having a second resistance value higher than the first resistance value.
제 22항에 있어서,
상기 가변 저항 소자는
상기 타단에서 상기 일단으로 제1스위칭 전류를 흘리면 상기 제1상태로 스위칭 되고, 상기 일단에서 상기 타단으로 상기 제1스위칭 전류보다 큰 제2스위칭 전류를 흘리면 상기 제2상태로 스위칭되는 전자 장치.
23. The method of claim 22,
The variable resistor element
Wherein the switch is switched to the first state when a first switching current flows from the other end to the one end and switches to the second state when a second switching current larger than the first switching current flows from the one end to the other end.
제 19항에 있어서,
상기 하나 이상의 제1선택소자 및 상기 하나 이상의 제2선택소자는
하나 이상의 선택 신호 중 대응하는 선택 신호에 응답하여 온/오프되는 전자 장치.
20. The method of claim 19,
Wherein the at least one first select element and the at least one second select element
And turned on / off in response to a corresponding one of the one or more selection signals.
제 19항에 있어서,
상기 제1선택소자는 상기 문턱전압이 상기 제1전압이 되도록 제조되고, 상기 제2선택소자는 상기 문턱전압이 상기 제2전압이 되도록 제조되는 전자 장치.
20. The method of claim 19,
Wherein the first selection device is fabricated such that the threshold voltage is the first voltage and the second selection device is fabricated such that the threshold voltage is the second voltage.
제 19항에 있어서,
상기 제1선택소자는 상기 문턱전압이 상기 제1전압이 되도록 백바이어스 전압이 인가되고, 상기 제2선택소자는 상기 문턱전압이 상기 제2전압이 되도록 백바이어스 전압이 인가되는 전자 장치.
20. The method of claim 19,
Wherein the first selection element is applied with a back bias voltage such that the threshold voltage is the first voltage and the second selection element is applied with a back bias voltage such that the threshold voltage is the second voltage.
제 19항에 있어서,
상기 가변 저항 소자는
금속 산화물, 상변화 물질 및 두 개의 자성층 사이에 터널 베리어층이 개재된 구조물 중 하나 이상을 포함하는 전자 장치.
20. The method of claim 19,
The variable resistor element
A metal oxide, a phase change material, and a structure in which a tunnel barrier layer is interposed between the two magnetic layers.
제 19항에 있어서,
상기 전자 장치는 마이크로 프로세서를 더 포함하고,
상기 마이크로 프로세서는
상기 마이크로 프로세서 외부로부터의 명령을 포함하는 신호를 수신하고, 상기 명령의 추출이나 해독 또는 상기 마이크로 프로세서의 신호의 입출력 제어를 수행하는 제어부;
상기 제어부가 명령을 해독한 결과에 따라서 연산을 수행하는 연산부; 및
상기 연산을 수행하는 데이터, 상기 연산을 수행한 결과에 대응하는 데이터 또는 상기 연산을 수행하는 데이터의 주소를 저장하는 기억부를 포함하고,
상기 반도체 메모리는, 상기 마이크로 프로세서 내에서 상기 기억부의 일부인
전자 장치.
20. The method of claim 19,
The electronic device further includes a microprocessor,
The microprocessor
A control unit for receiving a signal including an instruction from outside the microprocessor and performing extraction or decoding of the instruction or input / output control of a signal of the microprocessor;
An operation unit for performing an operation according to a result of decoding the instruction by the control unit; And
And a storage unit for storing data for performing the operation, data corresponding to a result of performing the operation, or address of data for performing the operation,
Wherein the semiconductor memory is a part of the memory unit in the microprocessor
Electronic device.
제 19항에 있어서,
상기 전자 장치는 프로세서를 더 포함하고,
상기 프로세서는
상기 프로세서의 외부로부터 입력된 명령에 따라 데이터를 이용하여 상기 명령에 대응하는 연산을 수행하는 코어부;
상기 연산을 수행하는 데이터, 상기 연산을 수행한 결과에 대응하는 데이터 또는 상기 연산을 수행하는 데이터의 주소를 저장하는 캐시 메모리부; 및
상기 코어부와 상기 캐시 메모리부 사이에 연결되고, 상기 코어부와 상기 캐시 메모리부 사이에 데이터를 전송하는 버스 인터페이스를 포함하고,
상기 반도체 메모리는, 상기 프로세서 내에서 상기 캐시 메모리부의 일부인
전자 장치.
20. The method of claim 19,
The electronic device further includes a processor,
The processor
A core unit for performing an operation corresponding to the instruction using data according to an instruction input from the outside of the processor;
A cache memory unit for storing data for performing the operation, data corresponding to a result of performing the operation, or an address of data for performing the operation; And
And a bus interface connected between the core unit and the cache memory unit and transmitting data between the core unit and the cache memory unit,
Wherein the semiconductor memory is part of the cache memory unit
Electronic device.
제 19항에 있어서,
상기 전자 장치는 프로세싱 시스템을 더 포함하고,
상기 프로세싱 시스템은
수신된 명령을 해석하고 상기 명령을 해석한 결과에 따라 정보의 연산을 제어하는 프로세서;
상기 명령을 해석하기 위한 프로그램 및 상기 정보를 저장하기 위한 보조기억장치;
상기 프로그램을 실행할 때 상기 프로세서가 상기 프로그램 및 상기 정보를 이용해 상기 연산을 수행할 수 있도록 상기 보조기억장치로부터 상기 프로그램 및 상기 정보를 이동시켜 저장하는 주기억장치; 및
상기 프로세서, 상기 보조기억장치 및 상기 주기억장치 중 하나 이상과 외부와의 통신을 수행하기 위한 인터페이스 장치를 포함하고,
상기 반도체 메모리는, 상기 프로세싱 시스템 내에서 상기 보조기억장치 또는 상기 주기억장치의 일부인
전자 장치.
20. The method of claim 19,
The electronic device further includes a processing system,
The processing system
A processor for interpreting a received command and controlling an operation of information according to a result of interpreting the command;
A program for interpreting the command and an auxiliary memory for storing the information;
A main memory for moving and storing the program and the information from the auxiliary memory so that the processor can perform the calculation using the program and the information when the program is executed; And
And an interface device for performing communication with at least one of the processor, the auxiliary memory device, and the main memory device,
Wherein the semiconductor memory is a part of the auxiliary memory or the main memory in the processing system
Electronic device.
제 19항에 있어서,
상기 전자 장치는 데이터 저장 시스템을 더 포함하고,
상기 데이터 저장 시스템은
데이터를 저장하며 공급되는 전원에 관계없이 저장된 데이터가 유지되는 저장 장치;
외부로부터 입력된 명령에 따라 상기 저장 장치의 데이터 입출력을 제어하는 컨트롤러;
상기 저장 장치와 외부 사이에 교환되는 데이터를 임시로 저장하는 임시 저장 장치; 및
상기 저장 장치, 상기 컨트롤러 및 상기 임시 저장 장치 중 하나 이상과 외부와의 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 포함하고,
상기 반도체 메모리는, 상기 데이터 저장 시스템 내에서 상기 저장 장치 또는 상기 임시 저장 장치의 일부인
전자 장치.
20. The method of claim 19,
The electronic device further includes a data storage system,
The data storage system
A storage device that stores data and maintains stored data regardless of the supplied power;
A controller for controlling data input / output of the storage device according to an instruction input from the outside;
A temporary storage device for temporarily storing data exchanged between the storage device and the outside; And
And an interface for performing communication with at least one of the storage device, the controller, and the temporary storage device,
Wherein the semiconductor memory is a part of the storage device or the temporary storage device in the data storage system
Electronic device.
제 19항에 있어서,
상기 전자 장치는 메모리 시스템을 더 포함하고,
상기 메모리 시스템은
데이터를 저장하며 공급되는 전원에 관계없이 저장된 데이터가 유지되는 메모리;
외부로부터 입력된 명령에 따라 상기 메모리의 데이터 입출력을 제어하는 메모리 컨트롤러;
상기 메모리와 외부 사이에 교환되는 데이터를 버퍼링하기 위한 버퍼 메모리; 및
상기 메모리, 상기 메모리 컨트롤러 및 상기 버퍼 메모리 중 하나 이상과 외부와의 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 포함하고,
상기 반도체 메모리는, 상기 메모리 시스템 내에서 상기 메모리 또는 상기 버퍼 메모리의 일부인
전자 장치.
20. The method of claim 19,
The electronic device further includes a memory system,
The memory system
A memory that stores data and maintains stored data regardless of the power supplied;
A memory controller for controlling data input / output of the memory in response to a command input from the outside;
A buffer memory for buffering data exchanged between the memory and the outside; And
And an interface for performing communication with at least one of the memory, the memory controller, and the buffer memory,
Wherein the semiconductor memory is a memory or a part of the buffer memory
Electronic device.
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